Una bolsa de aire es un sistema de retención de ocupantes de un vehículo que utiliza una bolsa diseñada para inflarse extremadamente rápido y luego desinflarse rápidamente durante una colisión . Consta de un cojín airbag, una bolsa de tela flexible, un módulo de inflado y un sensor de impacto. El propósito de la bolsa de aire es proporcionar al ocupante del vehículo una amortiguación suave y sujeción durante una colisión. Puede reducir las lesiones entre el ocupante que se agita y el interior del vehículo.
El airbag proporciona una superficie de absorción de energía entre los ocupantes del vehículo y, por ejemplo, el volante, el panel de instrumentos, el pilar de la carrocería , el techo interior y el parabrisas . Los vehículos modernos pueden contener hasta diez módulos de bolsas de aire en varias configuraciones, incluyendo conductor, pasajero, de cortina lateral, montado en el asiento, montado en la puerta, montado en los pilares B y C para impacto lateral, refuerzo para las rodillas, cinturón de seguridad inflable y bolsa de aire para peatones. módulos.
Durante un choque, los sensores de choque del vehículo brindan información crucial a la unidad controladora electrónica (ECU) de la bolsa de aire, incluido el tipo de colisión, el ángulo y la gravedad del impacto. Utilizando esta información, el algoritmo de choque de la ECU de la bolsa de aire determina si el evento del choque cumple con los criterios para su despliegue y activa varios circuitos de disparo para desplegar uno o más módulos de bolsa de aire dentro del vehículo. Trabajando como un sistema de sujeción complementario a los sistemas de cinturones de seguridad del vehículo, los despliegues del módulo de bolsa de aire se activan mediante un proceso pirotécnico que está diseñado para usarse una vez. Los módulos de bolsas de aire de impacto lateral más nuevos consisten en cilindros de aire comprimido que se activan en caso de un impacto lateral del vehículo. [1]
Los primeros diseños comerciales se introdujeron en automóviles de pasajeros durante la década de 1970, con un éxito limitado y causaron algunas muertes. [2] La amplia adopción comercial de las bolsas de aire se produjo en muchos mercados a finales de los años 1980 y principios de los 1990. Muchos vehículos modernos ahora incluyen seis o más unidades. [3]
Las bolsas de aire se consideran sistemas de sujeción "pasivos" y actúan como complemento de los sistemas de sujeción "activos". Debido a que no se requiere ninguna acción por parte del ocupante del vehículo para activar o usar la bolsa de aire, se considera un dispositivo "pasivo". Esto contrasta con los cinturones de seguridad , que se consideran dispositivos "activos" porque el ocupante del vehículo debe actuar para activarlos. [4] [5] [6] [7]
Esta terminología no está relacionada con la seguridad activa y pasiva , que son, respectivamente, sistemas diseñados para prevenir colisiones en primer lugar, y sistemas diseñados para minimizar los efectos de las colisiones una vez que ocurren. En este uso, el sistema de frenos antibloqueo de un automóvil califica como un dispositivo de seguridad activa, mientras que tanto sus cinturones de seguridad como sus bolsas de aire califican como dispositivos de seguridad pasiva. Puede surgir una mayor confusión terminológica por el hecho de que los dispositivos y sistemas pasivos (aquellos que no requieren intervención o acción por parte del ocupante del vehículo) pueden funcionar de manera independiente de manera activa; una bolsa de aire es uno de esos dispositivos. Los profesionales de la seguridad de los vehículos suelen ser cuidadosos en el uso del lenguaje para evitar este tipo de confusión, aunque los principios publicitarios a veces impiden dicha precaución semántica en la comercialización de elementos de seguridad para el consumidor. Confundiendo aún más la terminología, la comunidad de seguridad de la aviación utiliza los términos "activo" y "pasivo" en el sentido opuesto al de la industria automotriz. [8]
El airbag "para cubrir aviones y otras piezas de vehículos" tiene su origen en una patente estadounidense, presentada en 1919 por dos dentistas de Birmingham , Arthur Parrott y Harold Round [10] y aprobada en 1920. [11] Lleno de aire Las bolsas de aire se utilizaban ya en 1951. [12] [13] La bolsa de aire específicamente para uso en automóviles se atribuye de forma independiente al estadounidense John W. Hetrick , quien solicitó una patente de bolsa de aire el 5 de agosto de 1952, que obtuvo el número 2.649.311 de la Oficina de Patentes de Estados Unidos el 18 de agosto de 1953. [14] [15] [16] El ingeniero alemán Walter Linderer, que presentó la patente alemana número 896.312 el 6 de octubre de 1951, se emitió el 12 de noviembre de 1953, aproximadamente tres meses después del estadounidense John Hetrick. Los airbags de Hetrick y Linderer se basaban en un sistema de aire comprimido, liberado por un resorte, por el contacto del parachoques o por el conductor. Investigaciones posteriores durante la década de 1960 demostraron que el aire comprimido no podía inflar las bolsas de aire mecánicas lo suficientemente rápido como para garantizar la máxima seguridad, lo que llevó a las bolsas de aire químicas y eléctricas actuales. [17] [18] En las solicitudes de patente, los fabricantes a veces utilizan el término "sistemas de retención de ocupantes inflables".
Hetrick era ingeniero industrial y miembro de la Marina de los Estados Unidos . Sin embargo, el diseño de su bolsa de aire sólo surgió cuando combinó su experiencia trabajando con torpedos de la marina con su deseo de proteger a su familia en la carretera. A pesar de trabajar con los principales fabricantes de automóviles de su época, Hetrick no logró atraer inversiones. [19] [20] Aunque ahora se requieren bolsas de aire en todos los automóviles vendidos en los Estados Unidos, la solicitud de patente de Hetrick en 1951 sirve como ejemplo de una invención "valiosa" con poco valor económico para su inventor. Su primer uso comercial no se implementó hasta después de que expiró la patente en 1971, momento en el que el airbag se instaló en algunos automóviles Ford experimentales. [21]
En 1964, un ingeniero automovilístico japonés, Yasuzaburou Kobori (小堀保三郎), comenzó a desarrollar un sistema de "red de seguridad" de bolsas de aire. Su diseño utilizó un explosivo para inflar una bolsa de aire, por lo que posteriormente obtuvo patentes en 14 países. Murió en 1975, antes de ver la adopción generalizada de los sistemas de bolsas de aire. [22] [23] [24]
En 1967, se produjo un gran avance en el desarrollo de sensores de colisión de bolsas de aire cuando Allen K. Breed inventó un mecanismo de bola en tubo para la detección de colisiones. Según su sistema, un sensor electromecánico con una bola de acero unida a un tubo mediante un imán inflaría una bolsa de aire en menos de 30 milisegundos. [25] Se utilizó por primera vez una pequeña explosión de azida de sodio en lugar de aire comprimido durante el inflado. [18] Breed Corporation luego comercializó esta innovación a Chrysler . Un sistema de retención de accidentes similar "Auto-Ceptor", desarrollado por la empresa Eaton, Yale & Towne para Ford, pronto también se ofreció como sistema de seguridad automático en los Estados Unidos, [26] [27] mientras que la empresa italiana Eaton-Livia Ofreció una variante con cojines de aire localizados [ se necesitan más explicaciones ] . [28]
A principios de la década de 1970, General Motors comenzó a ofrecer automóviles equipados con bolsas de aire, inicialmente en sedanes Chevrolet Impala de 1973 comprados por la flota del gobierno . Estos autos venían con un panel de instrumentos Oldsmobile estilo 1974 y un volante especial que contenía la bolsa de aire del lado del conductor. Dos de estos coches fueron sometidos a pruebas de choque después de 20 años y los airbags se desplegaron perfectamente. [29] Un ejemplo temprano de automóviles con bolsas de aire sobrevive en 2009. [30] El Oldsmobile Toronado de GM fue el primer vehículo nacional estadounidense en incluir una bolsa de aire para el pasajero en 1973. [31] General Motors comercializó sus primeros módulos de bolsas de aire bajo el nombre " Nombre del sistema de retención con colchón de aire, o ACRS. El fabricante de automóviles descontinuó la opción para su modelo del año 1977 , citando una falta de interés de los consumidores. Luego, Ford y GM pasaron años presionando contra los requisitos de bolsas de aire, alegando que los dispositivos eran inviables e inapropiados. Chrysler hizo que los airbags del lado del conductor fueran estándar en los modelos de 1988 y 1989, pero los airbags no se generalizaron en los automóviles estadounidenses hasta principios de los años 1990. [32]
Los airbags para turismos se introdujeron en Estados Unidos en los años 1970. Cuando las tasas de uso del cinturón de seguridad en el país eran bastante bajas en comparación con las actuales, Ford construyó automóviles experimentales con bolsas de aire en 1971. Allstate operaba una flota de 200 Mercury Monterey y demostró la confiabilidad de las bolsas de aire, así como su funcionamiento, en pruebas de choque. que también fue promocionado por la compañía de seguros en anuncios de revistas populares. [33] General Motors siguió en 1973 utilizando vehículos Chevrolet de tamaño completo. La primera flota de vehículos experimentales de GM equipados con bolsas de aire experimentó siete muertes, una de las cuales luego se sospechó que había sido causada por la bolsa de aire. [34]
En 1974, GM hizo que su sistema ACRS (que consistía en un tablero inferior acolchado y una bolsa de aire en el lado del pasajero) estuviera disponible como una opción de producción regular (código RPO AR3) en los modelos Cadillac, [ 35] Buick y Oldsmobile de tamaño completo. Los automóviles GM de la década de 1970 equipados con ACRS tenían una bolsa de aire del lado del conductor y un sistema de sujeción para las rodillas del lado del conductor. [36] La bolsa de aire del lado del pasajero protegía a ambos pasajeros delanteros, [36] y, a diferencia de la mayoría de los sistemas modernos, integraba un cojín para las rodillas y el torso y al mismo tiempo tenía un despliegue de dos etapas dictado por la fuerza del impacto. Los coches equipados con ACRS tenían cinturones de seguridad para todas las posiciones de asiento, pero carecían de cinturones de hombro. Los cinturones de hombro ya eran obligatorios en Estados Unidos en los automóviles cerrados sin bolsas de aire para el conductor y el pasajero delantero exterior, pero GM optó por comercializar sus bolsas de aire como sustitutos de los cinturones de hombro. Los precios de esta opción en los modelos Cadillac eran de 225 dólares estadounidenses en 1974, 300 dólares en 1975 y 340 dólares en 1976 (1.749 dólares estadounidenses en dólares de 2022 [37] ).
El desarrollo temprano de las bolsas de aire coincidió con el interés internacional en la legislación sobre seguridad del automóvil. Algunos expertos en seguridad abogaron por una norma de protección de los ocupantes basada en el desempeño en lugar de una que imponga una solución técnica particular (que podría quedar obsoleta rápidamente y demostrar que no es un enfoque rentable ). Sin embargo, se puso menos énfasis en otros diseños a medida que los países impusieron con éxito restricciones en los cinturones de seguridad. [28]
La industria automotriz y las comunidades reguladoras e investigadoras se han alejado de su visión inicial de las bolsas de aire como un reemplazo del cinturón de seguridad, y las bolsas ahora se designan nominalmente como sistemas de retención suplementarios ( SRS ) o restricciones inflables suplementarias.
En 1981, Mercedes-Benz introdujo el airbag en Alemania Occidental como opción en su modelo sedán insignia, la Clase S (W126) . En el sistema Mercedes, los sensores tensaron automáticamente los cinturones de seguridad para reducir el movimiento de los ocupantes en caso de impacto y luego desplegaron la bolsa de aire en caso de impacto. Esto integró los cinturones de seguridad y el airbag en un sistema de retención, en lugar de considerar el airbag como una alternativa al cinturón de seguridad.
En 1987, el Porsche 944 Turbo se convirtió en el primer automóvil en equipar de serie airbags para el conductor y el acompañante. [38] Los Porsche 944 y 944S tenían esto como opción disponible. Ese mismo año también tuvo el primer airbag en un coche japonés, el Honda Legend . [39]
En 1988, Chrysler se convirtió en el primer fabricante de automóviles de Estados Unidos en instalar una bolsa de aire del lado del conductor como equipo estándar, que se ofrecía en seis modelos diferentes. [40] [41] Al año siguiente, Chrysler se convirtió en el primer fabricante de automóviles estadounidense en ofrecer bolsas de aire del lado del conductor en todos sus nuevos modelos de pasajeros. [42] [43] Chrysler también comenzó a presentar las bolsas de aire en anuncios que mostraban cómo los dispositivos habían salvado vidas, lo que ayudó al público a conocer su valor y la seguridad se convirtió en una ventaja de venta a fines de la década de 1980. [44] Todas las versiones de las minivans Chrysler venían con bolsas de aire a partir del año modelo 1991. [40] En 1993, Lincoln Motor Company se jactaba de que todos los vehículos de su línea de modelos estaban equipados con dos bolsas de aire, una para el lado del conductor y otra para el lado del pasajero. [45] El Jeep Grand Cherokee de 1993 se convirtió en el primer SUV en ofrecer una bolsa de aire del lado del conductor cuando se lanzó en 1992. [46] Las bolsas de aire para el conductor y el pasajero se convirtieron en equipo estándar en todos los sedanes Dodge Intrepid , Eagle Vision y Chrysler Concorde antes que cualquier norma de seguridad. [47] [48] A principios de 1993, el vehículo Chrysler número 4 millones equipado con airbag salió de la línea de montaje. [49] En octubre de 1993, la Dodge Ram se convirtió en la primera camioneta con una bolsa de aire estándar para el lado del conductor. [50]
La primera colisión conocida entre dos automóviles equipados con airbag tuvo lugar el 12 de marzo de 1990 en Virginia , Estados Unidos. Un Chrysler LeBaron 1989 cruzó la línea central y chocó contra otro Chrysler LeBaron 1989 en una colisión frontal , lo que provocó que se desplegaran ambas bolsas de aire del conductor. Los conductores sólo sufrieron heridas leves a pesar de los grandes daños sufridos por los vehículos. [51] [52] [53]
La Ley de Eficiencia del Transporte Intermodal de Superficie de los Estados Unidos de 1991 exigía que los turismos y los camiones ligeros fabricados después del 1 de septiembre de 1998 tuvieran bolsas de aire para el conductor y el pasajero delantero. [54] [55] En los Estados Unidos, la NHTSA estimó que las bolsas de aire habían salvado más de 4.600 vidas hasta el 1 de septiembre de 1999; sin embargo, la experiencia del despliegue en accidentes de las instalaciones de principios de la década de 1990 indicó que algunas muertes y lesiones graves fueron en realidad causadas por las bolsas de aire. [54] En 1998, la NHTSA inició nuevas reglas para bolsas de aire avanzadas que dieron a los fabricantes de automóviles más flexibilidad para diseñar soluciones tecnológicas efectivas. Las reglas revisadas también requirieron una mejor protección para ocupantes de diferentes tamaños, independientemente de si usan cinturones de seguridad, minimizando al mismo tiempo el riesgo para bebés, niños y otros ocupantes causado por las bolsas de aire. [54]
En Europa , los airbags eran casi desconocidos hasta principios de los años 1990. En 1991, cuatro fabricantes ( BMW , Honda , Mercedes-Benz y Volvo ) ofrecían el airbag en algunos de sus modelos de gama alta, pero poco después, los airbags se convirtieron en una característica común en los coches más convencionales, con Ford y Vauxhall / Opel entre ellos. Los fabricantes introdujeron el airbag en sus gamas de modelos en 1992. Poco después le siguieron Citroën , Fiat , Nissan , Hyundai , Peugeot , Renault y Volkswagen .
En 1999, era difícil encontrar un automóvil nuevo para el mercado masivo sin bolsa de aire al menos como equipo opcional, y algunos productos de finales de la década de 1990, como el Volkswagen Golf Mk4 , también incluían bolsas de aire laterales. El Peugeot 306 es un ejemplo de la evolución del mercado de masas automovilístico europeo: a partir de principios de 1993, la mayoría de estos modelos ni siquiera ofrecían un airbag para el conductor como opción, pero en 1999, incluso los airbags laterales estaban disponibles en varias variantes. Audi llegó tarde a ofrecer sistemas de airbag a mayor escala, ya que ni siquiera en el año modelo 1994 sus modelos populares ofrecían airbags. En cambio, el fabricante de automóviles alemán hasta entonces dependía únicamente de su propio sistema de sujeción procon-ten basado en cables .
Las bolsas de aire frontales de despliegue de fuerza variable se desarrollaron para ayudar a minimizar las lesiones causadas por la propia bolsa de aire.
La aparición del airbag ha contribuido a una fuerte disminución del número de muertes y lesiones graves en las carreteras de Europa desde 1990, y en 2010, el número de coches que circulaban por las carreteras europeas sin airbag representaba un porcentaje muy pequeño de los coches, en su mayoría los coches restantes datan de mediados de la década de 1990 o antes.
Muchos automóviles nuevos en América Latina, incluidos el Kia Rio , Kia Picanto , Hyundai Grand i10 , Mazda 2 , Chevrolet Spark y Chevrolet Onix , a menudo se venden sin bolsas de aire, ya que ni las bolsas de aire ni los sistemas de frenado automático en los autos nuevos son obligatorios en muchos países latinoamericanos. Países americanos. Algunos requieren la instalación de un mínimo de sólo dos bolsas de aire en autos nuevos que muchos en este mercado tienen. [56] [57] [58]
El Citroën C4 proporcionó el primer airbag de conductor "con forma", posible gracias al inusual volante de cubo fijo de este automóvil. [59]
En 2019, Honda anunció que introduciría una nueva tecnología de bolsa de aire para el pasajero delantero. Desarrollado por Autoliv y Honda R&D en Ohio, Estados Unidos , este nuevo diseño de bolsa de aire presenta tres cámaras inflables conectadas en el frente por un "panel de vela no inflable". Las dos cámaras exteriores son más grandes que la cámara central. Cuando se despliega la bolsa de aire, el panel de vela amortigua la cabeza del ocupante del impacto de golpear la bolsa de aire, y las tres cámaras mantienen la cabeza del ocupante en su lugar, como un guante de béisbol. El objetivo de la bolsa de aire de tres cámaras es ayudar a "detener el movimiento de alta velocidad" de la cabeza, reduciendo así la probabilidad de sufrir lesiones por conmoción cerebral en una colisión. El primer vehículo que vino con la bolsa de aire de tres cámaras instalada de fábrica fue en 2020 (para el año modelo 2021) para el Acura TLX . Honda espera que la nueva tecnología llegue pronto a todos los vehículos. [60]
Mercedes comenzó a ofrecer protección a los pasajeros traseros en colisiones frontales en septiembre de 2020 (para el año modelo 2021) para el Mercedes-Benz Clase S (W223) . [61] El Clase S W223 es el primer automóvil equipado con bolsas de aire en los asientos traseros que utilizan gas para inflar estructuras de soporte que se despliegan y extienden una bolsa que se llena con aire ambiental, en lugar de las bolsas de aire convencionales totalmente infladas con gas que se usan ampliamente en la industria automotriz. Sistemas de bolsas de aire. [62] [63]
Esencialmente, hoy en día se utilizan comúnmente dos tipos de bolsas de aire laterales [ ¿cuándo? ] - el airbag lateral de torso y el airbag lateral de cortina. Más recientemente, [ ¿cuándo? ] Los airbags centrales son cada vez más habituales en el mercado europeo.
La mayoría de los vehículos equipados con bolsas de aire laterales de cortina también incluyen bolsas de aire laterales para el torso. Sin embargo, algunos, como el Chevrolet Cobalt , [64] modelo Chevrolet Silverado/GMC Sierra 2007-09 y la Dodge Ram 2009-12 [65] no cuentan con la bolsa de aire lateral para el torso.
Alrededor del año 2000, los airbags de impacto lateral se volvieron habituales incluso en vehículos de gama baja y media, como las versiones con motores más pequeños del Ford Fiesta y el Peugeot 206 , y los airbags de cortina también se estaban convirtiendo en elementos habituales en los coches del mercado de masas. El Toyota Avensis , lanzado en 2003, fue el primer coche de gran consumo vendido en Europa con nueve airbags.
Las bolsas de aire de impacto lateral o bolsas de aire laterales para el torso son una categoría de bolsas de aire generalmente ubicadas en el asiento [66] o en el panel de la puerta, [67] y se inflan entre el ocupante del asiento y la puerta. Estas bolsas de aire están diseñadas para reducir el riesgo de lesiones en las regiones pélvica y del abdomen inferior. [68] La mayoría de los vehículos ahora están equipados con diferentes tipos de diseños, para ayudar a reducir las lesiones y la expulsión del vehículo en accidentes por vuelco. Los diseños de airbag laterales más recientes [69] incluyen un sistema de dos cámaras; [70] una cámara inferior más firme para la región pélvica y una cámara superior más suave para la caja torácica. [71] [72]
A la empresa sueca Autoliv AB se le concedió una patente sobre bolsas de aire de impacto lateral, y se ofrecieron por primera vez como opción en 1994 [73] en el Volvo 850 de 1995 , y como equipo estándar en todos los automóviles Volvo fabricados después de 1995. [73] En 1997 Con el lanzamiento del Saab 9-5 , Saab introdujo los primeros airbags combinados para la cabeza y el torso .
Algunos automóviles, como el Volkswagen Polo Mk.5 2010 , tienen bolsas de aire laterales combinadas para la cabeza y el torso. Están instalados en el respaldo de los asientos delanteros y protegen la cabeza y el torso.
En 1997, los BMW Serie 7 y Serie 5 estaban equipados con airbags laterales para la cabeza de forma tubular (estructura tubular inflable), [74] el "Head Protection System (HPS)" como equipamiento de serie. [75] Esta bolsa de aire fue diseñada para ofrecer protección para la cabeza en colisiones de impacto lateral y también mantuvo el inflado durante hasta siete segundos para protección contra vuelcos. Sin embargo, este diseño de airbag de forma tubular ha sido rápidamente sustituido por un airbag de "cortina" inflable.
En mayo de 1998, Toyota comenzó a ofrecer en el Progrés una bolsa de aire lateral de cortina que se desplegaba desde el techo . [76] En 1998, el Volvo S80 recibió bolsas de aire de cortina montadas en el techo para proteger a los pasajeros delanteros y traseros. [77] Los airbags de cortina se convirtieron en equipo estándar en todos los automóviles Volvo nuevos a partir de 2000, excepto en el C70 de primera generación , que recibió un airbag lateral de torso ampliado que también protege la cabeza de los ocupantes de los asientos delanteros. [73] El convertible C70 de segunda generación recibió las primeras bolsas de aire laterales tipo cortina montadas en las puertas del mundo que se desplegaban hacia arriba.
Se ha dicho que las bolsas de aire de cortina reducen las lesiones cerebrales o las muertes hasta en un 45% en un impacto lateral con un SUV. Estas bolsas de aire vienen en varias formas (por ejemplo, tubulares, de cortina, montadas en puertas) dependiendo de las necesidades de la aplicación. [78] Muchos SUV y MPV recientes tienen una larga bolsa de aire de cortina inflable que protege todas las filas de asientos.
En muchos vehículos, las bolsas de aire de cortina están programadas para desplegarse durante algunos o todos los impactos frontales para controlar la cinética del pasajero (por ejemplo, la cabeza golpea el pilar B en el rebote), especialmente en choques desplazados como la prueba de choque de pequeña superposición del IIHS.
Las bolsas de aire de cortina con sensor de vuelco están diseñadas para permanecer infladas durante más tiempo, cubrir una mayor proporción de la ventana y desplegarse en caso de vuelco. Ofrecen protección a las cabezas de los ocupantes y ayudan a evitar la expulsión. Es más probable que los SUV y las camionetas estén equipados con RSCA debido a su mayor probabilidad de volcarse y, a menudo, un interruptor puede desactivar la función en caso de que el conductor quiera sacar el vehículo de la carretera.
En 2009, Toyota desarrolló la primera bolsa de aire central para el asiento trasero de producción diseñada para reducir la gravedad de las lesiones secundarias a los pasajeros traseros en una colisión lateral. Este sistema se despliega desde el asiento central trasero y apareció por primera vez en el Crown Majesta . [79] A finales de 2012, General Motors con el proveedor Takata introdujo una bolsa de aire central delantera; se despliega desde el asiento del conductor. [80]
Hyundai Motor Group anunció el desarrollo de una bolsa de aire lateral central el 18 de septiembre de 2019, instalada dentro del asiento del conductor.
Algunos vehículos Volkswagen en 2022 equipados con bolsas de aire centrales incluyen el ID.3 y el Golf . [81]
El Polestar 2 también incluye un airbag central.
Con EuroNCAP actualizando sus pautas de prueba en 2020, los vehículos de los mercados europeo y australiano utilizan cada vez más bolsas de aire centrales delanteras, bolsas de aire traseras para el torso y pretensores de cinturones de seguridad traseros. [ cita necesaria ]
El segundo airbag para las rodillas del lado del conductor y separado se utilizó en el SUV Kia Sportage y ha sido equipo de serie desde entonces. El airbag está situado debajo del volante. [82] [83]
El Toyota Caldina introdujo el primer airbag para las rodillas SRS del lado del conductor en el mercado japonés en 2002. [84] El Toyota Avensis se convirtió en el primer vehículo vendido en Europa equipado con un airbag para las rodillas del conductor. [85] [86] El EuroNCAP informó sobre el Avensis 2003: "Se han hecho muchos esfuerzos para proteger las rodillas y las piernas del conductor y una bolsa de aire para las rodillas funcionó bien". [87] Desde entonces, ciertos modelos también han incluido bolsas de aire para las rodillas del pasajero delantero, que se despliegan cerca o sobre la guantera en caso de accidente. Las bolsas de aire para las rodillas están diseñadas para reducir las lesiones en las piernas. El airbag de rodilla se ha vuelto cada vez más común desde el año 2000.
En 2008, el nuevo microauto Toyota iQ presentó la primera bolsa de aire de cortina trasera de producción para proteger las cabezas de los ocupantes traseros en caso de un impacto trasero. [88]
Otra característica del Toyota iQ era una bolsa de aire en el cojín del asiento del pasajero para evitar que la pelvis se hundiera debajo del cinturón de seguridad durante un impacto frontal o un submarino. [89] Los modelos posteriores de Toyota, como el Yaris, también agregaron esta característica al asiento del conductor.
El airbag del cinturón de seguridad está diseñado para distribuir mejor las fuerzas que experimenta una persona abrochada en un choque utilizando un área mayor del cinturón de seguridad. Esto se hace para reducir posibles lesiones en la caja torácica o el pecho del usuario del cinturón.
Cessna Aircraft [96] también introdujo bolsas de aire para cinturones de seguridad. [97] Son estándar a partir de 2003 [97] en 172, 182 y 206.
Los airbag(s) montados en el exterior de los vehículos, los llamados "airbags para peatones", están diseñados para reducir las lesiones en caso de colisión de un vehículo con un peatón. [98] Cuando se detecta una colisión, el airbag se desplegará y cubrirá áreas duras, como los pilares A [99] y los bordes del capó, antes de que el peatón pueda golpearlos. [100] Cuando se presentó en 2012, el Volvo V40 incluía de serie el primer airbag para peatones del mundo. [101] Como resultado, el V40 ocupó el puesto más alto (88%) en las pruebas de peatones de EuroNCAP. [102]
Los proveedores de bolsas de aire SRS incluyen Autoliv , Daicel , TRW y JSS (propietario de Breed, Key Safety Systems y Takata). La mayoría de los sensores de impacto de los airbags son fabricados por Lanka Harness Company. [ cita necesaria ]
Los airbags del vehículo están controlados por una unidad de control central de airbags [103] (ACU), un tipo específico de ECU . La ACU monitorea varios sensores relacionados dentro del vehículo, incluidos acelerómetros , sensores de impacto, sensores de presión laterales (de puertas), [104] [105] sensores de velocidad de las ruedas , giroscopios , sensores de presión de frenos y sensores de ocupación de asientos. A menudo, las ACU registran estos (y otros) datos del sensor en un búfer circular y los registran en la memoria no volátil integrada, para proporcionar una instantánea del evento del accidente a los investigadores. Como tal, una ACU funciona frecuentemente como registrador de datos de eventos del vehículo ; No todos los EDR son ACU y no todos los ACU incluyen funciones de EDR. [106] : 15 Una ACU generalmente incluye condensadores dentro de su circuito, de modo que el módulo permanece encendido y puede desplegar las bolsas de aire si la conexión de la batería del vehículo a la ACU se corta durante un choque. [106] : 102 [107] : 3
La bolsa en sí y su mecanismo de inflado están ocultos dentro del volante (para el conductor) o el tablero (para el pasajero delantero), detrás de solapas o puertas de plástico que están diseñadas para abrirse bajo la fuerza de la bolsa al inflarse. Una vez que se ha alcanzado o superado el umbral requerido, la unidad de control del airbag activará el encendido de un generador de gas propulsor para inflar rápidamente una bolsa de tela. Cuando el ocupante del vehículo choca con la bolsa y la aprieta, el gas se escapa de forma controlada a través de pequeños orificios de ventilación. El volumen del airbag y el tamaño de las rejillas de ventilación de la bolsa se adaptan a cada tipo de vehículo, para distribuir la desaceleración (y por tanto la fuerza experimentada por) el ocupante a lo largo del tiempo y sobre el cuerpo del ocupante, en comparación con un cinturón de seguridad solo.
Las señales de los distintos sensores se envían a la unidad de control del airbag, que determina a partir de ellas, entre otras variables, el ángulo de impacto, la gravedad o la fuerza de la colisión. Dependiendo del resultado de estos cálculos, la ACU también puede desplegar varios dispositivos de sujeción adicionales, como pretensores de cinturones de seguridad y/o bolsas de aire (incluidas bolsas frontales para el conductor y el pasajero delantero, junto con bolsas laterales montadas en los asientos, y " airbags de cortina que cubren los cristales laterales). Cada dispositivo de sujeción normalmente se activa con uno o más dispositivos pirotécnicos , comúnmente llamados iniciador o cerilla eléctrica . La cerilla eléctrica, que consta de un conductor eléctrico envuelto en un material combustible, se activa con un pulso de corriente de entre 1 y 3 amperios en menos de 2 milisegundos. Cuando el conductor se calienta lo suficiente, enciende el material combustible, lo que activa el generador de gas. En un pretensor de cinturón de seguridad, este gas caliente se utiliza para impulsar un pistón que elimina la holgura del cinturón de seguridad. En una bolsa de aire, el iniciador se utiliza para encender el propulsor sólido dentro del inflador de la bolsa de aire. El propulsor quemado genera gas inerte que infla rápidamente la bolsa de aire en aproximadamente 20 a 30 milisegundos. Una bolsa de aire debe inflarse rápidamente para estar completamente inflada cuando el ocupante que viaja hacia adelante alcanza su superficie exterior. Por lo general, la decisión de desplegar una bolsa de aire en un choque frontal se toma entre 15 y 30 milisegundos después del inicio del choque, y tanto las bolsas de aire del conductor como las del pasajero se inflan completamente dentro de aproximadamente 60 a 80 milisegundos después del primer momento de contacto con el vehículo. Si una bolsa de aire se despliega demasiado tarde o demasiado lentamente, puede aumentar el riesgo de lesiones para los ocupantes por el contacto con la bolsa de aire que se infla. Dado que normalmente existe más distancia entre el pasajero y el panel de instrumentos, la bolsa de aire del pasajero es más grande y requiere más gasolina para llenarla.
Los sistemas de bolsas de aire más antiguos contenían una mezcla de azida de sodio (NaN 3 ), KNO 3 y SiO 2 . Una bolsa de aire típica del lado del conductor contiene aproximadamente entre 50 y 80 g de NaN 3 , y la bolsa de aire más grande del lado del pasajero contiene aproximadamente 250 g. Aproximadamente 40 milisegundos después del impacto, todos estos componentes reaccionan en tres reacciones separadas que producen gas nitrógeno. Las reacciones, en orden, son las siguientes.
Las dos primeras reacciones crean 4 equivalentes molares de nitrógeno gaseoso y la tercera convierte los reactivos restantes en silicato de potasio y silicato de sodio relativamente inertes . La razón por la que se utiliza KNO 3 en lugar de algo como NaNO 3 es porque es menos higroscópico. Los materiales utilizados en esta reacción no deben ser higroscópicos porque la humedad absorbida puede insensibilizar el sistema y provocar que la reacción falle.
El tamaño de partícula de los reactivos iniciales es importante para una operación confiable. [108] El NaN 3 y el KNO 3 deben estar entre 10 y 20 µm , mientras que el SiO 2 debe estar entre 5 y 10 µm.
Se están realizando esfuerzos para encontrar compuestos alternativos para que las bolsas de aire tengan reactivos menos tóxicos. [109] En un artículo de revista de Akiyoshi et al., se encontró que para la reacción del nitrato complejo Sr, (Sr(NH 2 NHCONHNH 2 )∙(NO 3 ) 2 ) de carbohidrazida (SrCDH) con varios agentes oxidantes dio lugar al desprendimiento de gases N 2 y CO 2 . El uso de KBrO 3 como agente oxidante dio como resultado la reacción más vigorosa así como la temperatura inicial más baja de la reacción. Los gases N 2 y CO 2 desprendidos constituyeron el 99% de todos los gases desprendidos. [110] Casi todos los materiales de partida no se descompondrán hasta alcanzar temperaturas de 500 °C o más, por lo que esta podría ser una opción viable como generador de gas para bolsas de aire.
En una patente que contiene otra alternativa plausible a los airbags accionados por NaN 3 , los materiales generadores de gas implicaban el uso de nitrato de guanidina , 5-aminotetrazol , dihidrato de bittrazol, nitroimidazol y nitrato básico de cobre . Se descubrió que estos reactivos sin azidas permitían una reacción menos tóxica, una temperatura de combustión más baja y un sistema de inflado de bolsas de aire más fácilmente desechable. [111]
Las bolsas de aire delanteras normalmente no protegen a los ocupantes durante colisiones laterales, traseras o en caso de vuelco. [112] Dado que las bolsas de aire se despliegan solo una vez y se desinflan rápidamente después del impacto inicial, no serán beneficiosas durante una colisión posterior. Los cinturones de seguridad ayudan a reducir el riesgo de lesiones en muchos tipos de choques. Ayudan a posicionar adecuadamente a los ocupantes para maximizar los beneficios de las bolsas de aire y ayudan a sujetar a los ocupantes durante la colisión inicial y posterior.
En vehículos equipados con un sistema de detección de vuelcos, se utilizan acelerómetros y giroscopios para detectar el inicio de un evento de vuelco. Si se determina que un evento de vuelco es inminente, se despliegan bolsas de aire laterales de cortina para ayudar a proteger al ocupante del contacto con el costado del interior del vehículo y también para ayudar a evitar la expulsión del ocupante cuando el vehículo se vuelca.
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Las bolsas de aire están diseñadas para desplegarse en colisiones frontales y casi frontales más severas que un umbral definido por las regulaciones que rigen la construcción de vehículos en cualquier mercado particular al que esté destinado el vehículo: las regulaciones de los Estados Unidos requieren que se desplieguen en choques con una desaceleración al menos equivalente a 23 km. /h (14 mph), o de manera similar, golpear un automóvil estacionado de tamaño similar en toda la parte delantera de cada vehículo a aproximadamente el doble de velocidad. [113] Las regulaciones internacionales se basan en el desempeño, más que en la tecnología, por lo que el umbral de despliegue de las bolsas de aire es una función del diseño general del vehículo.
A diferencia de las pruebas de choque contra barreras, los choques en el mundo real generalmente ocurren en ángulos distintos a los directamente en la parte delantera del vehículo, y las fuerzas del choque generalmente no se distribuyen uniformemente en la parte delantera del vehículo. En consecuencia, la velocidad relativa entre un vehículo chocado y otro chocado necesaria para desplegar la bolsa de aire en un choque del mundo real puede ser mucho mayor que en un choque de barrera equivalente. Debido a que los sensores de las bolsas de aire miden la desaceleración, la velocidad del vehículo no es un buen indicador de si se debe desplegar una bolsa de aire. Las bolsas de aire pueden desplegarse debido a que el tren de aterrizaje del vehículo golpea un objeto bajo que sobresale de la carretera debido a la desaceleración resultante.
El sensor del airbag es un acelerómetro MEMS , que es un pequeño circuito integrado con elementos micromecánicos integrados. El elemento mecánico microscópico se mueve en respuesta a una rápida desaceleración, y este movimiento provoca un cambio en la capacitancia, que es detectado por la electrónica del chip que luego envía una señal para disparar la bolsa de aire. El acelerómetro MEMS más común en uso es el ADXL-50 de Analog Devices , pero también existen otros fabricantes de MEMS.
Los intentos iniciales de utilizar interruptores de mercurio no funcionaron bien. Antes de MEMS, el sistema principal utilizado para desplegar bolsas de aire se llamaba " rolamita ". Una rolamita es un dispositivo mecánico que consta de un rodillo suspendido dentro de una banda tensada. Como resultado de la geometría particular y las propiedades del material utilizado, el rodillo puede moverse libremente con poca fricción o histéresis . Este dispositivo fue desarrollado en los Laboratorios Nacionales Sandia . Rolamite y dispositivos macromecánicos similares se utilizaron en los airbags hasta mediados de la década de 1990, después de lo cual fueron reemplazados universalmente por MEMS.
Casi todas las bolsas de aire están diseñadas para desplegarse automáticamente en caso de incendio en un vehículo cuando las temperaturas alcanzan los 150 a 200 °C (300 a 400 °F). [114] Esta característica de seguridad, a menudo denominada encendido automático, ayuda a garantizar que tales temperaturas no provoquen una explosión de todo el módulo de la bolsa de aire.
Hoy [ ¿ cuándo? ] , los algoritmos de activación de los airbags son mucho más complejos y pueden adaptar la velocidad de despliegue a las condiciones del choque y evitar despliegues innecesarios. Los algoritmos se consideran propiedad intelectual valiosa . Los algoritmos experimentales pueden tener en cuenta factores como el peso del ocupante, la ubicación del asiento y el uso del cinturón de seguridad, e incluso intentar determinar si hay un asiento para bebé .
Cuando se van a desplegar las bolsas de aire frontales, se envía una señal a la unidad de inflado dentro de la unidad de control de las bolsas de aire. Un encendedor inicia una reacción química rápida que genera principalmente gas nitrógeno (N 2 ) para llenar la bolsa de aire y hacer que se despliegue a través de la cubierta del módulo. Algunas tecnologías de bolsas de aire utilizan nitrógeno comprimido o gas argón con una válvula operada por pirotecnia ("generador de gas híbrido"), mientras que otras tecnologías utilizan diversos propulsores energéticos . Aunque los propulsores que contenían azida de sodio altamente tóxica (NaN 3 ) eran comunes en los primeros diseños de infladores, se ha encontrado poca o ninguna azida de sodio tóxica en las bolsas de aire usadas.
Los generadores de gas pirotécnico que contienen azida contienen una cantidad sustancial de propulsor. El airbag del lado del conductor contendría un bote que contenía unos 50 gramos de azida sódica. El contenedor del lado del pasajero contiene unos 200 gramos de azida sódica. [115] [ se necesita una mejor fuente ] [ se necesita una mejor fuente ]
Los propulsores alternativos pueden incorporar, por ejemplo, una combinación de nitroguanidina , nitrato de amonio de fase estabilizada (NH 4 NO 3 ) u otro oxidante no metálico, y un combustible rico en nitrógeno diferente de la azida (por ejemplo, tetrazoles , triazoles y sus sales). Los modificadores de la velocidad de combustión en la mezcla pueden ser un nitrato de metal alcalino (NO 3 -) o nitrito (NO 2 -), dicianamida o sus sales, borohidruro de sodio (NaBH 4 ), etc. Los refrigerantes y formadores de escoria pueden ser, por ejemplo , arcilla , sílice , alúmina , vidrio, etc. [116] [ se necesita una mejor fuente ] [ se necesita una fuente no primaria ] [¿ investigación original? ] Otras alternativas son, por ejemplo, propulsores a base de nitrocelulosa (que tienen un alto rendimiento de gas pero una mala estabilidad de almacenamiento, y su equilibrio de oxígeno requiere una oxidación secundaria de los productos de reacción para evitar la acumulación de monóxido de carbono), o compuestos orgánicos libres de nitrógeno con alto contenido de oxígeno y con oxidantes inorgánicos. (por ejemplo, ácidos di o tricarboxílicos con cloratos (ClO 3 -) o percloratos (ClO 4 -) y eventualmente óxidos metálicos; la formulación libre de nitrógeno evita la formación de óxidos de nitrógeno tóxicos ).
Desde el inicio del accidente, todo el proceso de despliegue e inflación dura aproximadamente 0,04 segundos. Debido a que los vehículos cambian de velocidad tan rápidamente en un choque, las bolsas de aire deben inflarse rápidamente para reducir el riesgo de que el ocupante golpee el interior del vehículo.
Se están desarrollando tecnologías avanzadas de bolsas de aire para adaptar el despliegue de las bolsas de aire a la gravedad del choque, el tamaño y la postura del ocupante del vehículo, el uso del cinturón y qué tan cerca está esa persona de la bolsa de aire real. Muchos de estos sistemas utilizan infladores de múltiples etapas que se despliegan con menos fuerza en etapas en choques moderados que en choques muy severos. Los dispositivos de detección de ocupantes permiten que la unidad de control de la bolsa de aire sepa si alguien está ocupando un asiento adyacente a una bolsa de aire, la masa/peso de la persona, si se está utilizando un cinturón de seguridad o un sistema de retención infantil y si la persona está adelantada en el asiento y cerca. al airbag. Según esta información y la información sobre la gravedad del choque, la bolsa de aire se despliega con un nivel de fuerza alto, un nivel menos fuerte o no se despliega en absoluto.
Los sistemas de bolsas de aire adaptativos pueden utilizar bolsas de aire de múltiples etapas para ajustar la presión dentro de la bolsa de aire. Cuanto mayor sea la presión dentro del airbag, más fuerza ejercerá el airbag sobre los ocupantes cuando entren en contacto con él. Estos ajustes permiten que el sistema despliegue la bolsa de aire con una fuerza moderada en la mayoría de las colisiones; reservando el airbag de máxima fuerza sólo para las colisiones más graves. También se pueden utilizar sensores adicionales para determinar la ubicación, el peso o el tamaño relativo de los ocupantes. La unidad de control del airbag utiliza información sobre los ocupantes y la gravedad del accidente para determinar si los airbags deben desactivarse o activarse y, en caso afirmativo, en distintos niveles de potencia.
Una reacción química produce una explosión de nitrógeno para inflar la bolsa. Una vez que se despliega una bolsa de aire, el desinflado comienza inmediatamente cuando el gas escapa a través de los respiraderos de la tela (o, como a veces se le llama, el cojín) y se enfría. El despliegue suele ir acompañado de la liberación de partículas similares a polvo y gases en el interior del vehículo (llamados efluentes). La mayor parte de este polvo consiste en maicena , tiza francesa o talco , que se utilizan para lubricar la bolsa de aire durante el despliegue.
Los diseños más nuevos producen efluentes que consisten principalmente en talco/almidón de maíz inofensivos y gas nitrógeno. En diseños más antiguos que utilizan un propulsor a base de azida (generalmente NaN 3 ), casi siempre están presentes inicialmente cantidades variables de hidróxido de sodio . En pequeñas cantidades, este químico puede causar irritación leve en los ojos y/o heridas abiertas; sin embargo, con la exposición al aire, rápidamente se convierte en bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio). Sin embargo, esta transformación no es 100% completa e invariablemente deja cantidades residuales de iones hidróxido de NaOH. Dependiendo del tipo de sistema de airbag, también puede estar presente cloruro de potasio .
Para la mayoría de las personas, el único efecto que puede producir el polvo es una irritación leve de la garganta y los ojos. Generalmente, las irritaciones menores sólo se producen cuando el ocupante permanece muchos minutos en el vehículo con las ventanillas cerradas y sin ventilación. Sin embargo, algunas personas con asma pueden desarrollar un ataque asmático potencialmente letal al inhalar el polvo.
Debido al diseño de la aleta de salida de la bolsa de aire del saliente del volante y del panel del tablero, estos elementos no están diseñados para ser recuperables si se despliega una bolsa de aire, lo que significa que deben ser reemplazados si el vehículo no ha sido cancelado en una colisión. Además, las partículas y gases similares al polvo pueden causar daños estéticos irreparables al tablero y a la tapicería, lo que significa que las colisiones menores que resultan en el despliegue de las bolsas de aire pueden ser costosas, incluso si no hay heridos y solo hay daños menores al vehículo. estructura.
El 11 de julio de 1984, el gobierno de los Estados Unidos modificó la Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados 208 (FMVSS 208) para exigir que los automóviles fabricados después del 1 de abril de 1989 estuvieran equipados con un sistema de retención pasiva para el conductor. Un airbag o un cinturón de seguridad automático cumplirían los requisitos de la norma. La introducción de los airbags fue estimulada por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras . [117] Sin embargo, las bolsas de aire no fueron obligatorias en las camionetas ligeras hasta 1997. [118]
En 1998, la FMVSS 208 se modificó para exigir bolsas de aire delanteras dobles y también se exigieron bolsas de aire de segunda generación de potencia reducida. Esto se debió a las lesiones causadas por las bolsas de aire de primera generación, aunque FMVSS 208 continúa exigiendo que las bolsas estén diseñadas y calibradas para poder "salvar" la vida de un muñeco de prueba de choque "masculino" de tamaño y peso del percentil 50 sin cinturón . Los requisitos de validación y rendimiento técnico para el conjunto de inflador utilizado en los módulos de bolsas de aire se especifican en SAE USCAR 24-2. [119]
Algunos países fuera de América del Norte se adhieren a las regulaciones europeas internacionalizadas de vehículos y equipos ECE en lugar de las Normas federales de seguridad de vehículos motorizados de los Estados Unidos. Las bolsas de aire ECE son generalmente más pequeñas y se inflan con menos fuerza que las bolsas de aire de los Estados Unidos porque las especificaciones ECE se basan en maniquíes de prueba de choque con cinturón .
La clasificación de seguridad de los vehículos Euro NCAP anima a los fabricantes a adoptar un enfoque integral en materia de seguridad de los ocupantes; una buena calificación sólo se puede lograr combinando bolsas de aire con otras características de seguridad. [120] Casi todos los automóviles nuevos vendidos en Europa están equipados con bolsas de aire frontales y laterales, pero en la Unión Europea en 2020 [121] y en el Reino Unido , y en la mayoría de los demás países desarrollados, no existe un requisito legal directo para que los automóviles nuevos incluyan bolsas de aire.
Ecuador exige dos bolsas de aire frontales en los modelos de automóviles nuevos desde 2013. [122]
Desde enero de 2014, excepto los microvehículos, todos los autos nuevos fabricados o importados en Argentina deben contar con airbags frontales. [123]
Desde el 1 de enero de 2014, todos los automóviles nuevos vendidos en Brasil deben tener doble airbag frontal. [124]
Desde julio de 2014, todos los autos nuevos vendidos en Uruguay deben tener doble airbag frontal. [125]
Desde diciembre de 2016, todos los autos nuevos vendidos en Chile deben contar con doble bolsa de aire frontal. [126]
Desde el 1 de enero de 2017, todos los automóviles fabricados o importados en Colombia deberán contar con doble bolsa de aire frontal. [127]
Desde el 1 de enero de 2020, todos los autos nuevos que se vendan en México deberán contar con doble bolsa de aire frontal. [128]
El 5 de marzo de 2021, el Ministerio de Transporte por Carretera y Carreteras de la India ordenó que todos los modelos de vehículos nuevos introducidos en la India después del 1 de abril de 2021 tuvieran dos bolsas de aire frontales; el reglamento también exige que todos los modelos existentes estén equipados con dos bolsas de aire frontales antes del 31 de agosto de 2021. [129] La India también exigió que todos los vehículos de pasajeros vendidos después de octubre de 2023 deben tener un mínimo de seis bolsas de aire. [130]
El despliegue involuntario de la bolsa de aire mientras se realiza el mantenimiento del vehículo puede provocar lesiones graves, y una unidad de bolsa de aire defectuosa o instalada incorrectamente puede no funcionar o funcionar según lo previsto. Quienes dan servicio a un vehículo, así como los socorristas, deben extremar la precaución, ya que muchos sistemas de control de bolsas de aire pueden permanecer encendidos durante aproximadamente 30 minutos después de desconectar la batería del vehículo. [107] : 3 Algunos países imponen restricciones a la venta, transporte, manipulación y servicio de bolsas de aire y componentes del sistema. En Alemania , los airbags están regulados como explosivos nocivos; Sólo los mecánicos con capacitación especial pueden realizar mantenimiento a los sistemas de bolsas de aire.
Algunos fabricantes de automóviles (como Mercedes-Benz ) exigen la sustitución de los airbags no activados después de un cierto tiempo para garantizar su fiabilidad en caso de colisión. Un ejemplo es el S500 de 1992, que tiene una etiqueta con la fecha de caducidad pegada al pilar de la puerta. Algunos vehículos Škoda indican una fecha de caducidad de 14 años a partir de la fecha de fabricación. En este caso, la sustitución no sería económica, ya que el coche tendría un valor insignificante a los 14 años, mucho menos que el coste de instalar nuevos airbags. Volvo ha declarado que "los airbags no requieren sustitución durante la vida útil del vehículo", aunque esto no puede considerarse una garantía para el dispositivo. [131]
Aunque los millones de bolsas de aire instaladas en uso tienen un excelente historial de seguridad, existen algunas limitaciones en su capacidad para proteger a los ocupantes de los automóviles. La implementación original de los airbags frontales sirvió poco para proteger contra colisiones laterales , que pueden ser más peligrosas que las frontales porque la zona de deformación protectora delante del habitáculo se pasa por alto por completo. Los airbags laterales y los airbags de cortina protectores son cada vez más necesarios en los vehículos modernos para protegerse contra esta categoría tan común de colisiones.
Los airbags están diseñados para desplegarse sólo una vez, por lo que son ineficaces si se producen más colisiones después del impacto inicial. Pueden ocurrir múltiples impactos durante volcaduras u otros incidentes que involucran múltiples colisiones, como muchas colisiones de múltiples vehículos . [132]
Una situación extremadamente peligrosa se produce durante las " colisiones por empotramiento ", en las que un vehículo de pasajeros choca con la parte trasera de un camión con remolque que carece de protección contra empotramientos trasera, o golpea el costado de un remolque que no está equipado con protección contra empotramientos lateral. [133] La plataforma de un remolque típico está aproximadamente a la altura de la cabeza de un ocupante adulto sentado de un automóvil de pasajeros típico. Esto significa que no existe mucha barrera entre la cabeza y el borde de la plataforma del remolque, excepto un parabrisas de vidrio . [134] En una colisión por debajo del suelo, las zonas de aplastamiento del automóvil diseñadas para absorber la energía de la colisión se pasan por alto por completo y es posible que las bolsas de aire no se desplieguen a tiempo porque el automóvil no desacelera apreciablemente hasta que el parabrisas y los pilares del techo ya hayan impactado la plataforma del remolque. [132] Incluso el inflado retardado de las bolsas de aire puede ser inútil debido a una intrusión importante en el espacio de los pasajeros, dejando a los ocupantes en alto riesgo de sufrir un traumatismo craneoencefálico grave o decapitación incluso en colisiones a baja velocidad. Las normas de Europa occidental para protecciones antiempotramiento han sido más estrictas que las normas norteamericanas, que normalmente han permitido proteger equipos más antiguos que pueden seguir en circulación durante décadas. [133] [135]
Los sistemas de bolsas de aire típicos se desactivan por completo apagando la llave de encendido . Los desvíos inesperados generalmente también desactivan el motor, la dirección asistida y los frenos asistidos , y pueden ser la causa directa de una colisión. Si ocurre una colisión violenta, las bolsas de aire desactivadas no se desplegarán para proteger a los ocupantes del vehículo. En 2014, General Motors admitió haber ocultado información sobre colisiones fatales causadas por interruptores de encendido defectuosos que apagaban abruptamente un automóvil (incluidas sus bolsas de aire). A este defecto se han atribuido directamente entre 13 y 74 muertes, según cómo se clasifiquen las víctimas mortales. [136]
En algunas condiciones excepcionales, las bolsas de aire pueden dañar y, en algunos casos muy raros, matar a los ocupantes del vehículo. Para brindar protección contra choques a los ocupantes que no usan cinturones de seguridad, los diseños de bolsas de aire estadounidenses se activan con mucha más fuerza que las bolsas de aire diseñadas según las normas internacionales ECE utilizadas en la mayoría de los demás países. Los controladores de bolsas de aire "inteligentes" recientes pueden reconocer si se usa un cinturón de seguridad y alterar los parámetros de despliegue del cojín de la bolsa de aire en consecuencia. [137]
En 1990 se informó de la primera muerte en un automóvil atribuida a un airbag. [138] TRW produjo la primera bolsa de aire inflada por gas en 1994, y poco después los sensores y las bolsas de baja fuerza de inflado se volvieron comunes. Las bolsas de aire de doble profundidad (también conocidas como de doble etapa) aparecieron en los automóviles de pasajeros en 1998. Para 2005, las muertes relacionadas con las bolsas de aire habían disminuido, sin muertes de adultos y dos muertes de niños atribuidas a las bolsas de aire ese año. Sin embargo, las lesiones siguen siendo bastante comunes en colisiones con el despliegue de las bolsas de aire.
Las lesiones graves son menos comunes, pero los ocupantes del vehículo pueden sufrir lesiones graves o mortales muy cerca de una bolsa de aire o en contacto directo cuando se despliega. Estas lesiones pueden ser sufridas por conductores inconscientes que se desploman sobre el volante, ocupantes no sujetos o mal sujetos que se deslizan hacia adelante en el asiento durante el frenado previo al choque y conductores con el cinturón adecuado sentados muy cerca del volante. Una buena razón para que el conductor no cruce las manos sobre el volante, una regla que se les enseña a la mayoría de los conductores principiantes, pero que la mayoría olvida rápidamente, es que el despliegue de una bolsa de aire al tomar una curva puede provocar que las manos del conductor se muevan con fuerza. en su cara, exacerbando cualquier lesión causada únicamente por la bolsa de aire.
Las mejoras en la tecnología de sensores y generadores de gas han permitido el desarrollo de sistemas de bolsas de aire de tercera generación que pueden ajustar sus parámetros de despliegue al tamaño, peso, posición y estado de sujeción del ocupante. Estas mejoras han demostrado un factor de riesgo de lesiones reducido para adultos pequeños y niños, que tenían un mayor riesgo de lesiones con los sistemas de bolsas de aire de primera generación. [139]
Un modelo de bolsas de aire fabricado por Takata Corporation utilizó composiciones generadoras de gas a base de nitrato de amonio en los infladores de bolsas de aire en lugar del compuesto tetrazol , más estable pero más caro . Los infladores a base de nitrato de amonio tienen un defecto: los infladores viejos con exposición prolongada a condiciones climáticas cálidas y húmedas podrían romperse durante el uso, proyectando fragmentos de metal a través de la bolsa de aire y hacia el conductor. [140] Hasta diciembre de 2022, el defecto ha causado 33 muertes en todo el mundo, hasta 24 en los EE. UU. y el resto en Australia y Malasia. [141] La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras (NHTSA) retiró más de 33 millones de vehículos en mayo de 2015, [142] y multó a Takata con 70 millones de dólares en noviembre de 2015. [143] Toyota, Mazda y Honda han dicho que no utilizarán amonio -infladores de nitrato. [144] [145] En junio de 2017, Takata se declaró en quiebra. [146]
De 1990 a 2000, la NHTSA de Estados Unidos identificó 175 muertes causadas por bolsas de aire. La mayoría de ellos (104) han sido niños. Durante ese intervalo se han activado alrededor de 3,3 millones de bolsas de aire y la agencia estima que se salvaron más de 6.377 vidas y se evitaron innumerables lesiones. [138] [147]
Un sistema de retención infantil orientado hacia atrás colocado en el asiento delantero de un vehículo coloca la cabeza del bebé cerca de la bolsa de aire, lo que puede causar lesiones graves en la cabeza o la muerte si la bolsa de aire se despliega. Algunos automóviles modernos incluyen un interruptor para desactivar la bolsa de aire del pasajero delantero, en caso de que se utilice un asiento de apoyo para niños allí (aunque no en Australia, donde los asientos para niños orientados hacia atrás están prohibidos en la parte delantera cuando hay una bolsa de aire instalada).
En vehículos con airbags laterales, es peligroso que los ocupantes se apoyen en las ventanillas, puertas y pilares, o coloquen objetos entre ellos y los laterales del vehículo. Los artículos colgados de los ganchos para perchas de un vehículo pueden ser peligrosos si se activan las bolsas de aire laterales de cortina del vehículo. [148] Una bolsa de aire montada en el asiento también puede causar lesiones internas si el ocupante se apoya contra la puerta. [149] [150]
La industria aeroespacial y el gobierno de los Estados Unidos han aplicado tecnologías de bolsas de aire durante muchos años. La NASA y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos han incorporado sistemas de bolsas de aire en diversas aplicaciones de aviones y naves espaciales ya en la década de 1960.
Los primeros en utilizar airbags para el aterrizaje fueron el Luna 9 y el Luna 13 . Al igual que en misiones posteriores, utilizarían las bolsas de aire para rebotar en la superficie, absorbiendo la energía del aterrizaje. El módulo de aterrizaje Mars Pathfinder empleó un innovador sistema de aterrizaje con bolsas de aire, complementado con aerofrenado , paracaídas y propulsores de aterrizaje de cohetes sólidos . Este prototipo probó con éxito el concepto y los dos módulos de aterrizaje de la Mars Exploration Rover Mission emplearon sistemas de aterrizaje similares. El módulo de aterrizaje Beagle 2 Mars también intentó utilizar bolsas de aire para aterrizar; el aterrizaje fue exitoso y el módulo de aterrizaje aterrizó de manera segura, pero varios de los paneles solares de la nave espacial no se desplegaron, inutilizando así la nave espacial.
Los airbags también se han utilizado en aviones militares de ala fija, como la cápsula de escape del F-111 Aardvark .
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El Ejército de los Estados Unidos ha incorporado bolsas de aire en sus flotas de helicópteros UH-60A/L [151] [152] Black Hawk y OH-58D Kiowa Warrior [153] . El sistema de bolsas de aire de cabina (CABS) [154] consta de bolsas de aire delanteras y laterales y una estructura tubular inflable (solo en el OH-58D) con una unidad de sensor electrónico de colisión (ECSU). El sistema CABS fue desarrollado por la Dirección de Tecnología Aplicada de la Aviación del Ejército de los Estados Unidos , mediante un contrato con Simula Safety Systems (ahora BAE Systems ). [155] Es el primer sistema de airbag convencional para la prevención de lesiones de los ocupantes (en todo el mundo) diseñado, desarrollado y puesto en servicio para una aeronave, y el primero específicamente para aplicaciones de helicópteros. [156] [157]
A mediados de la década de 1970, el Laboratorio de Investigación del Transporte del Reino Unido probó varios tipos de airbags para motocicletas . En 2006 , Honda introdujo el primer sistema de seguridad de airbag para motocicletas de producción en su motocicleta Gold Wing . Honda afirma que los sensores en las horquillas delanteras pueden detectar una colisión frontal grave y decidir cuándo desplegar la bolsa de aire, absorbiendo parte de la energía hacia adelante del conductor y reduciendo la velocidad a la que el conductor puede salir despedido de la motocicleta. [158]
Más comúnmente, los chalecos con bolsas de aire , ya sea integrados en la chaqueta del motociclista o usados sobre ella, han comenzado a ser utilizados por los conductores habituales en la calle. [159] MotoGP ha hecho obligatorio desde 2018 que los pilotos usen trajes con bolsas de aire integradas. [160]
Del mismo modo, empresas como Helite y Hit-Air han comercializado airbags para ecuestres, que se fijan al sillín y son usados por el jinete. Otros deportes, en particular el esquí y el snowboard, han comenzado a introducir mecanismos de seguridad con bolsas de aire. [ cita necesaria ]
Fuente de ideas creativas, inició el desarrollo de la bolsa de aire como punto de partida para desarrollar una red de seguridad para los vehículos de motor en 1964.
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