Un airbag es un sistema de sujeción de ocupantes de un vehículo que utiliza una bolsa diseñada para inflarse en milisegundos durante una colisión y luego desinflarse después. [1] Consiste en un cojín de airbag, una bolsa de tela flexible, un módulo de inflado y un sensor de impacto. El propósito del airbag 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 que absorbe la energía entre los ocupantes del vehículo y el volante, el panel de instrumentos, el pilar de la carrocería , el revestimiento del techo y el parabrisas . Los vehículos modernos pueden contener hasta diez módulos de airbag en varias configuraciones, incluidos los módulos de airbag para conductor, pasajero, cortina lateral, montado en el asiento, montado en la puerta, montado en los pilares B y C para impactos laterales, soporte para las rodillas, cinturón de seguridad inflable y peatón.
Durante un choque, los sensores de impacto del vehículo proporcionan información crucial a la unidad de control electrónico (ECU) del airbag, incluyendo el tipo de colisión, el ángulo y la gravedad del impacto. Con esta información, el algoritmo de choque de la ECU del airbag determina si el evento de choque cumple con los criterios para el despliegue y activa varios circuitos de activación para desplegar uno o más módulos de airbag dentro del vehículo. Los despliegues de los módulos de airbag se activan a través de un proceso pirotécnico diseñado para usarse una vez como un sistema de sujeción suplementario para los sistemas de cinturones de seguridad del vehículo. Los módulos de airbag de impacto lateral más nuevos consisten en cilindros de aire comprimido que se activan en caso de un impacto lateral del vehículo. [2]
Los primeros diseños comerciales se introdujeron en automóviles de pasajeros durante la década de 1970, con un éxito limitado y causando algunas muertes. [3] La adopción comercial amplia de bolsas de aire se produjo en muchos mercados a fines de la década de 1980 y principios de la de 1990. Muchos vehículos modernos ahora incluyen seis o más unidades. [4]
Los airbags se consideran dispositivos de retención "pasivos" y actúan como complemento de los dispositivos de retención "activos". Dado que no se requiere ninguna acción por parte del ocupante del vehículo para activar o utilizar el airbag, 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. [5] [6] [7] [8]
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, un 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. La confusión terminológica puede surgir del hecho de que los dispositivos y sistemas pasivos (aquellos que no requieren ninguna entrada o acción por parte del ocupante del vehículo) pueden funcionar de forma independiente de manera activa; una bolsa de aire es uno de esos dispositivos. Los profesionales de la seguridad de los vehículos generalmente son cuidadosos en su uso del lenguaje para evitar este tipo de confusión. Sin embargo, los principios publicitarios a veces impiden tal cautela semántica en el marketing de los dispositivos de seguridad para el consumidor. Para confundir 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. [9]
El airbag "para cubrir partes de aviones y otros vehículos" tiene su origen en una patente de los Estados Unidos, presentada en 1919 por dos dentistas de Birmingham , Arthur Parrott y Harold Round. [11] La patente fue aprobada en 1920. [12] Las vejigas llenas de aire se utilizaban ya en 1951. [13] [14] El airbag específicamente para uso en automóviles se atribuye de forma independiente al estadounidense John W. Hetrick , que presentó una patente de airbag el 5 de agosto de 1952, que fue concedida con el número 2.649.311 por la Oficina de Patentes de los Estados Unidos el 18 de agosto de 1953. [15] [16] [17] El ingeniero alemán Walter Linderer, que presentó la patente alemana n.º 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 propuestos por Hetrick y Linderer se basaban en 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 los airbags mecánicos con la suficiente rapidez para garantizar la máxima seguridad, lo que dio lugar a los airbags químicos y eléctricos actuales. [18] [19] En las solicitudes de patente, los fabricantes a veces utilizan el término "sistemas inflables de retención de ocupantes".
Hetrick era ingeniero industrial y miembro de la Marina de los Estados Unidos . Sin embargo, su diseño del airbag sólo se produjo cuando combinó sus experiencias 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 pudo atraer inversiones. [20] [21] Aunque ahora los airbags son obligatorios en todos los automóviles que se venden 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 la patente expirara en 1971, momento en el que el airbag se instaló en algunos automóviles Ford experimentales . [22]
En 1964, un ingeniero automovilístico japonés, Yasuzaburou Kobori (小堀保三郎), comenzó a desarrollar un sistema de "red de seguridad" para airbag. Su diseño utilizaba un explosivo para inflar un airbag, por el que más tarde recibió patentes en 14 países. Murió en 1975, antes de ver la adopción generalizada de los sistemas de airbag. [23] [24] [25]
En 1967, se produjo un gran avance en el desarrollo de sensores de colisión para airbags cuando Allen K. Breed inventó un mecanismo de bola en un tubo para la detección de colisiones. Con su sistema, un sensor electromecánico con una bola de acero unida a un tubo mediante un imán inflaba un airbag en menos de 30 milisegundos. [26] Por primera vez, se utilizó una pequeña explosión de azida sódica en lugar de aire comprimido durante el inflado. [19] Breed Corporation comercializó entonces esta innovación a Chrysler . Un sistema de retención de colisiones similar, "Auto-Ceptor", desarrollado por la empresa Eaton, Yale & Towne para Ford, pronto se ofreció también como sistema de seguridad automático en los Estados Unidos, [27] [28] mientras que la empresa italiana Eaton-Livia ofreció una variante con cojines de aire localizados [ se necesita más explicación ] [29] .
A principios de la década de 1970, General Motors comenzó a ofrecer automóviles equipados con bolsas de aire, inicialmente en sedanes Chevrolet Impala 1973 comprados por la flota del gobierno . Estos automóviles venían con un panel de instrumentos Oldsmobile estilo 1974 y un volante único que contenía la bolsa de aire del lado del conductor. Dos de estos automóviles fueron sometidos a pruebas de choque después de 20 años y las bolsas de aire se desplegaron perfectamente. [30] Un ejemplo temprano de los automóviles con bolsas de aire sobrevive a partir de 2009. [31] El Oldsmobile Toronado de GM fue el primer vehículo nacional estadounidense en incluir una bolsa de aire para pasajeros en 1973. [32] General Motors comercializó sus primeros módulos de bolsas de aire bajo el nombre de "Sistema de sujeción con cojín de aire" o ACRS. El fabricante de automóviles suspendió la opción para su modelo del año 1977 , citando la falta de interés del consumidor. Luego, Ford y GM pasaron años presionando contra los requisitos de las 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 la década de 1990. [33]
Los airbags para turismos se introdujeron en Estados Unidos en la década de 1970. Cuando el índice de uso del cinturón de seguridad en el país era bastante bajo en comparación con la actualidad, Ford construyó coches experimentales con airbags en 1971. Allstate operaba una flota de 200 Mercury Montereys y demostró la fiabilidad de los airbags, así como su funcionamiento, en pruebas de choque, que también fueron promocionadas por la compañía de seguros en anuncios de revistas populares. [34] General Motors siguió su ejemplo en 1973, utilizando vehículos Chevrolet de tamaño completo. La primera flota de vehículos experimentales de GM equipados con airbags sufrió siete muertes, una de las cuales se sospechó más tarde que había sido causada por el airbag. [35]
En 1974, GM puso a disposición su sistema ACRS (que consistía en un tablero inferior acolchado y una bolsa de aire del lado del pasajero) como una opción de producción regular (código RPO AR3) en los modelos Cadillac, [36] 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 dispositivo de sujeción de rodillas del lado del conductor. [37] La bolsa de aire del lado del pasajero protegía a ambos pasajeros delanteros, [37] y, a diferencia de la mayoría de los sistemas modernos, integraba un cojín para las rodillas y el torso, al mismo tiempo que tenía un despliegue de dos etapas dictado por la fuerza del impacto. Los automóviles equipados con ACRS tenían cinturones de regazo para todas las posiciones de los asientos, pero carecían de cinturones de hombro. Los cinturones de hombro ya eran obligatorios en los Estados Unidos en los automóviles cerrados sin bolsas de aire para el conductor y el pasajero delantero exterior, pero GM decidió comercializar sus bolsas de aire como un sustituto de los cinturones de hombro. Los precios de esta opción en los modelos Cadillac fueron US$225 en 1974, US$300 en 1975 y US$340 en 1976 (US$1.820 en dólares de 2023 [38] ).
El desarrollo temprano de los airbags coincidió con el interés internacional por la legislación sobre seguridad de los automóviles. Algunos expertos en seguridad abogaban por una norma de protección de los ocupantes basada en el rendimiento en lugar de una que impusiera una solución técnica particular (que podría quedar obsoleta rápidamente y resultar no ser una solución rentable ). Sin embargo, se hizo menos hincapié en otros diseños a medida que los países lograron imponer restricciones al uso del cinturón de seguridad. [29]
La industria automotriz y las comunidades de investigación y regulación se han alejado de su visión inicial del airbag como un reemplazo del cinturón de seguridad, y ahora los airbags se designan nominalmente como sistemas de sujeción suplementarios ( SRS ) o sujeciones inflables suplementarias.
En 1981, Mercedes-Benz introdujo el airbag en Alemania Occidental como una opción en su modelo berlina insignia, la Clase S (W126) . En el sistema de Mercedes, los sensores tensaban automáticamente los cinturones de seguridad para reducir el movimiento de los ocupantes en caso de impacto y luego desplegaban el airbag en el momento del impacto. De este modo, los cinturones de seguridad y el airbag se integraban 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 tener airbags para conductor y pasajero como equipamiento de serie. [39] El Porsche 944 y el 944S lo tenían como opción disponible. El mismo año también tuvo el primer airbag en un automóvil japonés, el Honda Legend . [40]
En 1988, Chrysler se convirtió en el primer fabricante de automóviles de los Estados Unidos en instalar un airbag del lado del conductor como equipo estándar, que se ofreció en seis modelos diferentes. [41] [42] Al año siguiente, Chrysler se convirtió en el primer fabricante de automóviles de EE. UU. en ofrecer airbags del lado del conductor en todos sus nuevos modelos de pasajeros. [43] [44] Chrysler también comenzó a presentar los airbags en anuncios que mostraban cómo los dispositivos habían salvado vidas que ayudaron al público a conocer su valor y la seguridad se convirtió en una ventaja de venta a fines de la década de 1980. [45] Todas las versiones de las minivans Chrysler vinieron con airbags a partir del año modelo 1991. [41] En 1993, The Lincoln Motor Company se jactó de que todos los vehículos de su línea de modelos estaban equipados con airbags duales, uno para el lado del conductor y otro para el lado del pasajero. [46] 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. [47] Las bolsas de aire del conductor y del pasajero se convirtieron en equipo estándar en todos los sedanes Dodge Intrepid , Eagle Vision y Chrysler Concorde antes de cualquier regulación de seguridad. [48] [49] A principios de 1993, el vehículo Chrysler equipado con bolsa de aire número 4 millones salió de la línea de montaje. [50] En octubre de 1993, la Dodge Ram se convirtió en la primera camioneta con una bolsa de aire del lado del conductor estándar. [51]
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 de 1989 cruzó la línea central y chocó de frente con otro Chrysler LeBaron de 1989 , lo que provocó que se desplegaran los airbags de ambos conductores. Los conductores sufrieron solo heridas leves a pesar de los importantes daños sufridos por los vehículos. [52] [53] [54]
La Ley de Eficiencia del Transporte de Superficie Intermodal de los Estados Unidos de 1991 exigió que los automóviles de pasajeros y camiones ligeros construidos después del 1 de septiembre de 1998 tuvieran bolsas de aire para el conductor y el pasajero delantero. [55] [56] En los Estados Unidos, la NHTSA estimó que las bolsas de aire habían salvado más de 4.600 vidas al 1 de septiembre de 1999; sin embargo, la experiencia de despliegue en caso de colisión de las instalaciones de principios de la década de 1990 indicó que algunas muertes y lesiones graves fueron de hecho causadas por las bolsas de aire. [55] En 1998, la NHTSA inició nuevas reglas para las bolsas de aire avanzadas que dieron a los fabricantes de automóviles más flexibilidad para idear soluciones tecnológicas efectivas. Las reglas revisadas también exigieron una mejor protección para los ocupantes de diferentes tamaños independientemente de si usan cinturones de seguridad, al tiempo que se minimiza el riesgo para los bebés, los niños y otros ocupantes causado por las bolsas de aire. [55]
En Europa , los airbags eran casi desconocidos hasta principios de la década de 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, siendo Ford y Vauxhall / Opel algunos de los fabricantes que introdujeron el airbag en sus gamas de modelos en 1992. Citroën , Fiat , Nissan , Hyundai , Peugeot , Renault y Volkswagen les siguieron poco después.
En 1999, era difícil encontrar un nuevo automóvil para el mercado de masas que no tuviera airbag como equipamiento opcional, y algunos productos de finales de los años 90, como el Volkswagen Golf Mk4 , también contaban con airbags laterales. El Peugeot 306 es un ejemplo de la evolución del mercado de masas automovilístico europeo: a 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 tardó en ofrecer sistemas de airbag a mayor escala, ya que incluso en el año modelo 1994, sus modelos populares no ofrecían airbags. En cambio, el fabricante de automóviles alemán hasta entonces dependía únicamente de su sistema de retención patentado basado en cables procon-ten .
Los airbags frontales con despliegue de fuerza variable fueron desarrollados para ayudar a minimizar las lesiones causadas por el propio airbag.
La aparición del airbag ha contribuido a un marcado descenso del número de muertos y heridos graves en las carreteras de Europa desde 1990, y en 2010, el número de coches en las carreteras europeas que carecían de airbag representaba un porcentaje muy pequeño de los coches, en su mayoría los restantes databan de mediados de la década de 1990 o antes.
Muchos autos 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. Algunos requieren la instalación de un mínimo de solo dos bolsas de aire en los autos nuevos, que muchos en este mercado tienen. [57] [58] [59]
El Citroën C4 fue el primer airbag del conductor "con forma", posible gracias al inusual volante de cubo fijo de este coche. [60]
En 2019, Honda anunció que introduciría una nueva tecnología de airbag para el pasajero delantero. Desarrollado por Autoliv y Honda R&D en Ohio, Estados Unidos , este nuevo diseño de airbag presenta tres cámaras inflables conectadas en la parte delantera por un "panel de vela no inflable". Las dos cámaras exteriores son más grandes que la cámara del medio. Cuando se despliega el airbag, el panel de vela amortigua la cabeza del ocupante del impacto de golpear el airbag, y las tres cámaras mantienen la cabeza del ocupante en su lugar, como un guante de receptor. El objetivo del airbag de tres cámaras es ayudar a "detener el movimiento a alta velocidad" de la cabeza, reduciendo así la probabilidad de lesiones por conmoción cerebral en una colisión. El primer vehículo que vino con el airbag de tres cámaras instalado 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. [61]
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) . [62] El W223 Clase S 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 de aire ambiente, en lugar de las bolsas de aire convencionales completamente infladas con gas que se utilizan ampliamente en los sistemas de bolsas de aire de los automóviles. [63] [64]
Básicamente, hoy en día se utilizan dos tipos de airbags laterales : el airbag lateral para el torso y el airbag lateral tipo cortina. Más recientemente, los airbags centrales se están volviendo más comunes en el mercado europeo.
La mayoría de los vehículos equipados con airbags laterales tipo cortina también incluyen airbags laterales para el torso. Sin embargo, algunos, como el Chevrolet Cobalt , [65] el Chevrolet Silverado/GMC Sierra modelo 2007-2009 y el Dodge Ram modelo 2009-2012 [66] no cuentan con airbag lateral para el torso.
A partir de 2000, los airbags laterales se convirtieron en algo habitual incluso en vehículos de gama baja y media, como las versiones de motor más pequeño del Ford Fiesta y el Peugeot 206 , y los airbags de cortina también se convirtieron en características habituales en los coches del mercado de masas. El Toyota Avensis , lanzado en 2003, fue el primer coche del mercado de masas que se vendió en Europa con nueve airbags.
Los airbags laterales o airbags laterales para el torso son una categoría de airbags que normalmente se ubican en el asiento [67] o en el panel de la puerta [68] y se inflan entre el ocupante del asiento y la puerta. Estos airbags están diseñados para reducir el riesgo de lesiones en las regiones pélvica y del abdomen inferior [69] . La mayoría de los vehículos están equipados ahora con diferentes tipos de diseños para ayudar a reducir las lesiones y la expulsión del vehículo en accidentes con vuelco. Los diseños de airbag laterales más recientes [70] incluyen un sistema de dos cámaras; [71] una cámara inferior más firme para la región pélvica y una cámara superior más blanda para la caja torácica [72] [73]
La empresa sueca Autoliv AB obtuvo una patente para los airbags de impacto lateral, y se ofrecieron por primera vez como opción en 1994 [74] en el Volvo 850 de 1995 , y como equipo estándar en todos los automóviles Volvo fabricados después de 1995. [74] En 1997, Saab introdujo los primeros airbags combinados para cabeza y torso con el lanzamiento del Saab 9-5 .
Algunos vehículos, como el Volkswagen Polo Mk.5 de 2010 , tienen airbags laterales combinados para la cabeza y el torso. Estos 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 fueron equipados con airbags laterales para la cabeza de forma tubular (estructura tubular inflable), [75] el "Sistema de Protección de la Cabeza (HPS)" como equipo estándar. [76] Este airbag fue diseñado para ofrecer protección para la cabeza en colisiones de impacto lateral y también mantenía el inflado hasta siete segundos para protección contra vuelcos. Sin embargo, este diseño de airbag de forma tubular ha sido reemplazado rápidamente por un airbag inflable de "cortina".
En mayo de 1998, Toyota comenzó a ofrecer un airbag lateral tipo cortina que se desplegaba desde el techo en el Progrés . [77] En 1998, el Volvo S80 recibió airbags de cortina montados en el techo para proteger a los pasajeros delanteros y traseros. [78] 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 agrandado para el torso que también protege la cabeza de los ocupantes del asiento delantero. [74] El convertible C70 de segunda generación recibió los primeros airbags laterales tipo cortina montados en las puertas del mundo que se desplegaban hacia arriba.
Se dice que los airbags tipo cortina reducen las lesiones cerebrales o las muertes hasta en un 45 % en un impacto lateral con un todoterreno. Estos airbags vienen en varias formas (por ejemplo, tubulares, tipo cortina, montados en la puerta) según las necesidades de la aplicación. [79] Muchos todoterrenos y monovolúmenes recientes tienen un airbag tipo cortina inflable largo 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 descentrados como la prueba de choque con pequeña superposición del IIHS.
Los airbags tipo cortina con sensor de vuelco están diseñados para permanecer inflados durante más tiempo, cubrir una mayor proporción de la ventanilla y desplegarse en caso de vuelco. Ofrecen protección a las cabezas de los ocupantes y ayudan a evitar la expulsión. Los SUV y las camionetas tienen más probabilidades de estar equipados con airbags tipo cortina con sensor de vuelco debido a su mayor probabilidad de vuelco y, a menudo, un interruptor puede desactivar la función en caso de que el conductor quiera llevar el vehículo fuera de la carretera.
En 2009, Toyota desarrolló el primer airbag central trasero de producción diseñado 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 . [80] A fines de 2012, General Motors con el proveedor Takata presentó un airbag central delantero; se despliega desde el asiento del conductor. [81]
Hyundai Motor Group anunció el desarrollo de un airbag lateral central el 18 de septiembre de 2019, instalado dentro del asiento del conductor.
Algunos vehículos Volkswagen en 2022 equipados con bolsas de aire centrales incluyen el ID.3 y el Golf . [82]
El Polestar 2 también incluye un airbag central.
Con la actualización de las directrices de prueba de EuroNCAP en 2020, los vehículos del mercado europeo y australiano utilizan cada vez más airbags centrales delanteros, airbags de torso traseros y pretensores de cinturones de seguridad traseros. [83]
El segundo airbag para el conductor y para las rodillas, independiente, se utilizó en el todoterreno Kia Sportage y desde entonces forma parte del equipamiento de serie. El airbag está situado debajo del volante. [84] [85]
El Toyota Caldina introdujo en el mercado japonés el primer airbag de rodillas SRS del lado del conductor en 2002. [ 86] El Toyota Avensis se convirtió en el primer vehículo vendido en Europa equipado con un airbag de rodillas para el conductor. [87] [88] EuroNCAP informó sobre el Avensis de 2003: "Se ha hecho un gran esfuerzo para proteger las rodillas y las piernas del conductor y un airbag de rodillas funcionó bien". [89] Desde entonces, algunos modelos también han incluido airbags de rodillas para el pasajero delantero, que se despliegan cerca o sobre la guantera en caso de accidente. Los airbags de rodillas están diseñados para reducir las lesiones en las piernas. El airbag de rodillas se ha vuelto cada vez más común desde el año 2000.
En 2008, el nuevo microcoche Toyota iQ incorporó el primer airbag trasero de cortina de producción para proteger las cabezas de los ocupantes traseros en caso de un impacto trasero. [90]
Otra característica del Toyota iQ era una bolsa de aire en el cojín del asiento del pasajero para evitar que la pelvis se hundiera por debajo del cinturón de regazo durante un impacto frontal o una inmersión. [91] Los modelos posteriores de Toyota, como el Yaris, también agregaron la característica al asiento del conductor.
El airbag del cinturón de seguridad está diseñado para distribuir mejor las fuerzas que sufre la persona abrochada en caso de colisión, utilizando una mayor superficie del cinturón de seguridad. Esto se hace para reducir las posibles lesiones en la caja torácica o el pecho de la persona que lleva el cinturón.
Cessna Aircraft [98] también introdujo bolsas de aire en los cinturones de seguridad. [99] Desde 2003 [99] son estándar en los modelos 172, 182 y 206.
Los airbags montados en el exterior de los vehículos, denominados "airbags para peatones", están diseñados para reducir las lesiones en caso de colisión entre un vehículo y un peatón. [100] Cuando se detecta una colisión, el airbag se despliega y cubre las zonas duras, como los pilares A [101] y los bordes del capó, antes de que el peatón pueda golpearlos. [102] Cuando se presentó en 2012, el Volvo V40 incluía de serie el primer airbag para peatones del mundo. [103] Como resultado, el V40 obtuvo la puntuación más alta (88 %) en las pruebas de peatones de EuroNCAP. [104]
Los proveedores de airbags SRS incluyen Autoliv , Daicel , TRW y JSS (que posee Breed, Key Safety Systems y Takata). La mayoría de los sensores de impacto de los airbags son fabricados por Lanka Harness Company. [ cita requerida ]
Los airbags del vehículo están controlados por una unidad de control central del airbag [105] (ACU), un tipo específico de ECU . La ACU supervisa varios sensores relacionados dentro del vehículo, incluidos acelerómetros , sensores de impacto, sensores de presión laterales (de las puertas), [106] [107] sensores de velocidad de las ruedas , giroscopios , sensores de presión de los frenos y sensores de ocupación de los asientos. A menudo, las ACU registran estos datos de los sensores (y otros) en un búfer circular y los graban en una memoria no volátil integrada, para proporcionar una instantánea del evento del choque para los investigadores. Como tal, una ACU funciona con frecuencia como el registrador de datos de eventos del vehículo ; no todos los EDR son ACU, y no todos los ACU incluyen funciones de EDR. [108] : 15 Una ACU normalmente incluye condensadores dentro de su circuito, de modo que el módulo permanece encendido y puede desplegar los airbags si la conexión de la batería del vehículo a la ACU se corta durante un choque. [108] : 102 [109] : 3
El airbag y su mecanismo de inflado están ocultos en el interior del volante (para el conductor) o del salpicadero (para el acompañante), detrás de unas solapas o puertas de plástico diseñadas para abrirse con la fuerza del inflado del airbag. Una vez alcanzado o superado el umbral requerido, la unidad de control del airbag activará la ignición de un propulsor generador de gas para inflar rápidamente un airbag de tela. Cuando el ocupante del vehículo choca con el airbag y lo comprime, el gas escapa de forma controlada a través de pequeños orificios de ventilación. El volumen del airbag y el tamaño de los orificios de ventilación del airbag se adaptan a cada tipo de vehículo, para distribuir la desaceleración (y, por tanto, la fuerza que experimenta) 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 introducen en la unidad de control del airbag, que determina a partir de ellas el ángulo de impacto, la gravedad o la fuerza del choque, junto con otras variables. Dependiendo del resultado de estos cálculos, la unidad de control del airbag también puede desplegar varios dispositivos de retención adicionales, como pretensores de cinturones de seguridad y/o airbags (incluidos los airbags frontales para el conductor y el pasajero delantero, junto con los airbags laterales montados en el asiento y los airbags de "cortina" que cubren el cristal lateral). Cada dispositivo de retención se activa normalmente con uno o más dispositivos pirotécnicos , comúnmente llamados iniciadores o cerillas eléctricas . La cerilla eléctrica, que consiste en 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, que inicia el generador de gas. En un pretensor de cinturón de seguridad, este gas caliente se utiliza para impulsar un pistón que saca la holgura del cinturón de seguridad. En un airbag, el iniciador se utiliza para encender el propulsor sólido dentro del inflador del airbag. El propulsor al arder genera un gas inerte que infla rápidamente el airbag en aproximadamente 20 a 30 milisegundos. Un airbag debe inflarse rápidamente para estar completamente inflado en el momento en que el ocupante que viaja hacia adelante alcance su superficie exterior. Por lo general, la decisión de desplegar un airbag en un choque frontal se toma entre 15 y 30 milisegundos después del inicio del choque, y tanto el airbag del conductor como el del pasajero se inflan completamente en aproximadamente 60 a 80 milisegundos después del primer momento de contacto con el vehículo. Si un airbag se despliega demasiado tarde o demasiado lentamente, el riesgo de lesiones a los ocupantes por el contacto con el airbag que se infla puede aumentar. Dado que normalmente existe más distancia entre el pasajero y el panel de instrumentos, el airbag del pasajero es más grande y requiere más gas para llenarlo.
Los sistemas de airbag más antiguos contenían una mezcla de azida sódica (NaN 3 ), KNO 3 y SiO 2 . Un airbag típico del lado del conductor contiene aproximadamente entre 50 y 80 g de NaN 3 , mientras que el airbag más grande del lado del pasajero contiene unos 250 g. En unos 40 milisegundos tras el impacto, todos estos componentes reaccionan en tres reacciones independientes que producen gas nitrógeno. Las reacciones, en orden, son las siguientes.
Las dos primeras reacciones crean 4 equivalentes molares de gas nitrógeno y la tercera convierte los reactivos restantes en silicato de potasio y silicato de sodio relativamente inertes . La razón por la que se utiliza KNO3 en lugar de algo como NaNO3 es porque es menos higroscópico. Los materiales utilizados en esta reacción no deben ser higroscópicos porque la humedad absorbida puede desensibilizar el sistema y hacer que la reacción falle.
El tamaño de partícula de los reactivos iniciales es importante para un funcionamiento confiable. [110] 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 los airbags tengan reactivos menos tóxicos. [111] En un artículo de revista de Akiyoshi et al., se encontró que para la reacción del complejo nitrato de Sr, (Sr(NH 2 NHCONHNH 2 )∙(NO 3 ) 2 ) de carbohidrazida (SrCDH) con varios agentes oxidantes resultó en la evolución de gases N 2 y CO 2 . El uso de KBrO 3 como agente oxidante resultó en la reacción más vigorosa, así como la temperatura inicial más baja de la reacción. Los gases N 2 y CO 2 evolucionados constituyeron el 99% de todos los gases evolucionados. [112] 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 airbag.
En una patente que contiene otra alternativa plausible a los airbags accionados por NaN3 , los materiales generadores de gas implicaban el uso de nitrato de guanidina , 5-aminotetrazol , bitetrazol dihidrato, nitroimidazol y nitrato de cobre básico . Se descubrió que estos reactivos no azida permitían una reacción de temperatura de combustión más baja y menos tóxica, y un sistema de inflado de airbag más fácil de desechar. [113]
Los airbags frontales normalmente no protegen a los ocupantes durante colisiones laterales, traseras o vuelcos. [114] Dado que los airbags se despliegan solo una vez y se desinflan rápidamente después del impacto inicial, no serán beneficiosos durante una colisión posterior. Los cinturones de seguridad ayudan a reducir el riesgo de lesiones en muchos tipos de choques. Ayudan a posicionar correctamente a los ocupantes para maximizar los beneficios del airbag y ayudan a sujetarlos durante la colisión inicial y cualquier colisión posterior.
En los vehículos equipados con un sistema de detección de vuelcos, se utilizan acelerómetros y giroscopios para detectar el inicio de un vuelco. Si se determina que un vuelco es inminente, se despliegan las bolsas de aire laterales tipo cortina para ayudar a proteger al ocupante del contacto con el costado del interior del vehículo y también para ayudar a evitar que el ocupante salga expulsado cuando el vehículo vuelque.
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Los airbags están diseñados 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 el despliegue en choques al menos equivalentes en desaceleración a una colisión de barrera de 23 km/h (14 mph), o de manera similar, golpear un automóvil estacionado de tamaño similar en todo el frente de cada vehículo a aproximadamente el doble de velocidad. [115] Las regulaciones internacionales se basan en el rendimiento, en lugar de en la tecnología, por lo que el umbral de despliegue del airbag es una función del diseño general del vehículo.
A diferencia de las pruebas de choque contra barreras, los choques en el mundo real suelen ocurrir en ángulos distintos a los que se producen directamente contra la parte delantera del vehículo, y las fuerzas de impacto no suelen estar distribuidas de manera uniforme en la parte delantera del vehículo. En consecuencia, la velocidad relativa entre un vehículo que choca y otro que es golpeado, necesaria para desplegar el airbag en un choque en el mundo real, puede ser mucho mayor que en un choque equivalente contra una barrera. Debido a que los sensores del airbag miden la desaceleración, la velocidad del vehículo no es un buen indicador para saber si se debe desplegar el airbag. Los airbags pueden desplegarse debido a que el chasis del vehículo choca contra un objeto bajo que sobresale de la calzada 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 desaceleración rápida y este movimiento provoca un cambio en la capacitancia, que es detectado por la electrónica del chip que luego envía una señal para activar el airbag. El acelerómetro MEMS más común en uso es el ADXL-50 de Analog Devices , pero también hay otros fabricantes de MEMS.
Los primeros intentos con interruptores de mercurio no funcionaron bien. Antes de los MEMS, el sistema principal utilizado para desplegar los airbags se llamaba " rolamite ". Un rolamite es un dispositivo mecánico que consiste en un rodillo suspendido dentro de una banda tensada. Como resultado de la geometría particular y las propiedades del material utilizado, el rodillo puede trasladarse libremente con poca fricción o histéresis . Este dispositivo fue desarrollado en los Laboratorios Nacionales Sandia . El rolamite y otros dispositivos macromecánicos similares se utilizaron en los airbags hasta mediados de la década de 1990, después de lo cual fueron reemplazados universalmente por los MEMS.
Casi todos los airbags están diseñados para desplegarse automáticamente en caso de incendio en el vehículo cuando las temperaturas alcanzan los 150–200 °C (302–392 °F). [116] Esta característica de seguridad, a menudo denominada autoignición, ayuda a garantizar que dichas temperaturas no provoquen una explosión de todo el módulo del airbag.
Hoy en día [¿ cuándo? ] , los algoritmos de activación de los airbags son mucho más complejos, pudiendo 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 una silla para bebés .
Cuando se van a desplegar los airbags frontales, se envía una señal a la unidad de inflado dentro de la unidad de control del airbag. Un encendedor inicia una reacción química rápida que genera principalmente gas nitrógeno (N2 ) para llenar el airbag y hacer que se despliegue a través de la cubierta del módulo. Algunas tecnologías de airbag utilizan nitrógeno comprimido o gas argón con una válvula operada pirotécnicamente ("generador de gas híbrido"), mientras que otras tecnologías utilizan varios propulsores energéticos. Aunque los propulsores que contienen azida sódica altamente tóxica (NaN3 ) eran comunes en los primeros diseños de infladores, se ha encontrado poca o ninguna azida sódica tóxica en los airbags usados.
Los generadores de gas pirotécnico que contienen azida contienen una cantidad sustancial del propulsor. El airbag del lado del conductor contendría un bote con unos 50 gramos de azida sódica. El contenedor del lado del pasajero contiene unos 200 gramos de azida sódica. [117] [ se necesita una mejor fuente ] [ se necesita una mejor fuente ]
Los propelentes alternativos pueden incorporar, por ejemplo, una combinación de nitroguanidina , nitrato de amonio estabilizado en fase (NH4NO3 ) 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 (NO3- ) o nitrito (NO2- ) , dicianamida o sus sales, borohidruro de sodio (NaBH4 ) , etc. Los refrigerantes y formadores de escoria pueden ser, por ejemplo, arcilla , sílice , alúmina , vidrio, etc. [118] [ se necesita una mejor fuente ] [ se necesita una fuente no primaria ] [ ¿ investigación original? ] Otras alternativas son, por ejemplo, los propelentes basados en nitrocelulosa (que tienen un alto rendimiento de gas pero una mala estabilidad de almacenamiento, y su balance 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 con oxidantes inorgánicos (por ejemplo, ácidos di o tri carboxílicos 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 choque, todo el proceso de despliegue e inflado dura aproximadamente 0,04 segundos. Debido a que los vehículos cambian de velocidad tan rápidamente en un choque, los airbags deben inflarse rápidamente para reducir el riesgo de que el ocupante golpee el interior del vehículo.
Se están desarrollando tecnologías avanzadas de airbag para adaptar el despliegue del airbag a la gravedad del choque, el tamaño y la postura del ocupante del vehículo, el uso del cinturón de seguridad y la proximidad de la persona al airbag. Muchos de estos sistemas utilizan infladores de varias etapas que se despliegan con menos fuerza en etapas en choques moderados que en choques muy graves. Los dispositivos de detección de ocupantes permiten a la unidad de control del airbag saber si alguien está ocupando un asiento adyacente a un airbag, la masa/peso de la persona, si se está utilizando un cinturón de seguridad o un dispositivo de retención infantil y si la persona está hacia adelante en el asiento y cerca del airbag. En función de esta información y de la gravedad del choque, el airbag se despliega con un nivel de fuerza alto, un nivel de fuerza menor o no se despliega en absoluto.
Los sistemas de airbag adaptables pueden utilizar airbags de varias etapas para ajustar la presión dentro del airbag. Cuanto mayor sea la presión dentro del airbag, mayor será la fuerza que ejercerá sobre los ocupantes cuando entren en contacto con él. Estos ajustes permiten que el sistema despliegue el airbag con una fuerza moderada para la mayoría de las colisiones, reservando la fuerza máxima del airbag solo 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 la información sobre los ocupantes y la gravedad del choque para determinar si los airbags deben suprimirse o desplegarse y, en caso afirmativo, en varios niveles de potencia.
Una reacción química produce una explosión de nitrógeno que infla la bolsa. Una vez que se despliega una bolsa de aire, el desinflado comienza inmediatamente a medida que el gas escapa a través de los respiraderos en 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 al polvo y gases en el interior del vehículo (lo que se denomina efluente). La mayor parte de este polvo consiste en almidón de maíz , 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 inocuo, almidón de maíz y gas nitrógeno. En los diseños más antiguos que utilizan un propulsor a base de azida (normalmente NaN3 ) , casi siempre hay presentes inicialmente cantidades variables de hidróxido de sodio . En pequeñas cantidades, este producto químico puede causar una irritación leve en los ojos o heridas abiertas; sin embargo, con la exposición al aire, se convierte rápidamente en bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio). Sin embargo, esta transformación no es 100% completa e invariablemente deja cantidades residuales de iones de 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 leve irritación en la garganta y los ojos. Por lo general, las irritaciones leves solo ocurren cuando el ocupante permanece en el vehículo durante muchos minutos con las ventanas cerradas y sin ventilación. Sin embargo, algunas personas con asma pueden desarrollar un ataque asmático potencialmente letal por inhalar el polvo.
Debido al diseño de la aleta de salida del airbag del volante y del panel del salpicadero, estos elementos no están diseñados para poder recuperarse si se despliega un airbag, lo que significa que deben reemplazarse si el vehículo no ha sido inutilizado en una colisión. Además, las partículas y gases similares al polvo pueden causar daños estéticos irreparables en el salpicadero y la tapicería, lo que significa que las colisiones menores que resultan en el despliegue de los airbags pueden ser costosas, incluso si no hay heridos y solo hay daños menores en la estructura del vehículo.
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 pasivo para el conductor. Un airbag o un cinturón de seguridad automático cumplirían los requisitos de la norma. La introducción del airbag fue impulsada por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras . [119] Sin embargo, los airbags no fueron obligatorios en los camiones ligeros hasta 1997. [120]
En 1998, la norma FMVSS 208 se modificó para exigir el uso de dos airbags frontales y también se hicieron obligatorios los airbags de segunda generación de potencia reducida. Esto se debió a las lesiones causadas por los airbags de primera generación, aunque la norma FMVSS 208 sigue exigiendo que los airbags estén diseñados y calibrados para poder "salvar" la vida de un maniquí de prueba de choque "masculino" de tamaño y peso del percentil 50 sin cinturón de seguridad . Los requisitos técnicos de rendimiento y validación para el conjunto de inflador utilizado en los módulos de airbag se especifican en la norma SAE USCAR 24-2. [121]
Algunos países fuera de Norteamérica se adhieren a las normas internacionales europeas ECE para vehículos y equipos en lugar de las normas federales de seguridad para vehículos motorizados de los Estados Unidos. Los airbags ECE son generalmente más pequeños y se inflan con menos fuerza que los airbags de los Estados Unidos porque las especificaciones ECE se basan en maniquíes de prueba de choque con cinturón de seguridad .
La clasificación de seguridad de los vehículos Euro NCAP alienta a los fabricantes a adoptar un enfoque integral de la seguridad de los ocupantes; una buena calificación solo se puede lograr combinando los airbags con otras características de seguridad. [122] Casi todos los automóviles nuevos vendidos en Europa están equipados con airbags frontales y laterales, pero en la Unión Europea en 2020 [123] y en el Reino Unido , y la mayoría de los demás países desarrollados, no existe un requisito legal directo para que los automóviles nuevos incorporen airbags.
Ecuador exige airbags frontales dobles en los nuevos modelos de vehículos desde 2013. [124]
Desde enero de 2014, a excepción de los microvehículos, todos los automóviles nuevos fabricados o importados en Argentina deben tener airbags frontales. [125]
Desde el 1 de enero de 2014, todos los automóviles nuevos vendidos en Brasil deben tener airbags frontales dobles. [126]
Desde julio de 2014, todos los automóviles nuevos que se vendan en Uruguay deben tener doble airbag frontal. [127]
Desde diciembre de 2016, todos los automóviles nuevos que se vendan en Chile deben tener airbags frontales dobles. [128]
Desde el 1 de enero de 2017, todos los vehículos fabricados o importados en Colombia deben tener doble airbag frontal. [129]
Desde el 1 de enero de 2020, todos los automóviles nuevos vendidos en México deben tener bolsas de aire frontales dobles. [130]
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 tengan bolsas de aire frontales dobles; la regulación también requiere que todos los modelos existentes estén equipados con bolsas de aire frontales dobles antes del 31 de agosto de 2021. [131] La India también ordenó que todos los vehículos de pasajeros vendidos después de octubre de 2023 deben tener un mínimo de seis bolsas de aire. [132]
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 como está previsto. Quienes realizan el mantenimiento de un vehículo, así como los socorristas, deben tener mucho cuidado, ya que muchos sistemas de control de la bolsa de aire pueden permanecer encendidos durante aproximadamente 30 minutos después de desconectar la batería del vehículo. [109] : 3 Algunos países imponen restricciones a la venta, transporte, manipulación y servicio de bolsas de aire y componentes del sistema. En Alemania , las bolsas de aire están reguladas como explosivos dañinos; solo los mecánicos con capacitación especial pueden realizar el mantenimiento de los sistemas de bolsas de aire.
Algunos fabricantes de automóviles (como Mercedes-Benz ) exigen la sustitución de los airbags que no se despliegan después de un cierto tiempo para garantizar su fiabilidad en caso de colisión. Un ejemplo es el S500 de 1992, que tiene una pegatina con fecha de caducidad pegada en el montante 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 sería antieconómica, 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 tomarse como una garantía del dispositivo. [133]
Aunque los millones de airbags instalados en uso tienen un excelente historial de seguridad, existen algunas limitaciones en su capacidad para proteger a los ocupantes del vehículo. La implementación original de los airbags frontales hizo poco para proteger contra colisiones laterales , que pueden ser más peligrosas que las colisiones frontales porque la zona de deformación protectora frente al compartimiento de pasajeros se elude por completo. Los airbags laterales y los airbags de cortina protectores son cada vez más necesarios en los vehículos modernos para proteger contra esta categoría muy común de colisiones.
Los airbags están diseñados para desplegarse una sola vez, por lo que no son efectivos si se producen más colisiones después de un impacto inicial. Pueden producirse múltiples impactos durante vuelcos u otros incidentes que impliquen múltiples colisiones, como muchas colisiones de varios vehículos . [134]
Una situación extremadamente peligrosa ocurre durante las " colisiones por debajo ", en las que un vehículo de pasajeros choca con la parte trasera de un tractocamión que carece de protección trasera contra debajo del vehículo, o golpea el costado de dicho remolque que no está equipado con protección lateral contra debajo del vehículo. [135] 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 . [136] En una colisión por debajo del vehículo, las zonas de aplastamiento del automóvil diseñadas para absorber la energía de la colisión se pasan por alto por completo, y los airbags pueden no desplegarse a tiempo porque el automóvil no desacelera apreciablemente hasta que el parabrisas y los pilares del techo ya han impactado la plataforma del remolque. [134] Incluso el inflado retardado de los airbags puede ser inútil debido a la intrusión importante en el espacio de los pasajeros, lo que deja a los ocupantes con un alto riesgo de traumatismo craneal importante o decapitación incluso en colisiones a baja velocidad. Las normas de Europa occidental para los protectores antiempotramientos han sido más estrictas que las normas norteamericanas, que normalmente han permitido la conservación de equipos más antiguos que pueden seguir en circulación durante décadas. [135] [137]
Los sistemas típicos de airbag se desactivan por completo al apagar la llave de encendido . Los apagados 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, los airbags desactivados 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 apagarían abruptamente un automóvil (incluidos sus airbags). Entre 13 y 74 muertes se han atribuido directamente a este defecto, dependiendo de cómo se clasifiquen las muertes. [138]
En algunas circunstancias poco frecuentes, los airbags pueden lesionar y, en algunos casos muy raros, matar a los ocupantes del vehículo. Para brindar protección contra colisiones a los ocupantes que no usan cinturones de seguridad, los diseños de airbag de los Estados Unidos se activan con mucha más fuerza que los airbags diseñados según las normas internacionales ECE que se utilizan en la mayoría de los demás países. Los controladores de airbag "inteligentes" recientes pueden reconocer si se usa el cinturón de seguridad y modificar los parámetros de despliegue del cojín del airbag en consecuencia. [139]
En 1990 se registró la primera muerte en un accidente de tráfico atribuida a un airbag. [140] TRW fabricó el primer airbag inflado con gas en 1994, y poco después se empezaron a utilizar bolsas con sensores y de baja fuerza de inflado. Los airbags de doble profundidad (también conocidos como de doble etapa) aparecieron en los turismos en 1998. En 2005, las muertes relacionadas con los airbags habían disminuido, y ese año no se atribuyó ninguna muerte de adultos y dos muertes de niños a los airbags. Sin embargo, las lesiones siguen siendo bastante frecuentes en colisiones en las que se despliegan los airbags.
Las lesiones graves son menos comunes, pero los ocupantes del vehículo que se encuentran muy cerca de un airbag o en contacto directo con él cuando se despliega pueden sufrir lesiones graves o fatales. Estas lesiones pueden ser sufridas por conductores inconscientes que se desploman sobre el volante, ocupantes que no llevan el cinturón de seguridad o que no lo llevan bien sujeto y se deslizan hacia adelante en el asiento durante el frenado previo a la colisión, y conductores que llevan el cinturón de seguridad correctamente abrochado que se sientan muy cerca del volante. Una buena razón para que el conductor no cruce las manos sobre el volante, una regla que se enseña a la mayoría de los conductores principiantes, pero que la mayoría olvida rápidamente, es que el despliegue del airbag mientras se toma una curva puede hacer que la(s) mano(s) del conductor se golpeen con fuerza contra la cara, lo que agrava las lesiones causadas por el airbag.
Las mejoras en la tecnología de detección y generación de gas han permitido el desarrollo de sistemas de airbag de tercera generación que pueden ajustar sus parámetros de despliegue al tamaño, peso, posición y estado de sujeción del ocupante. Estas mejoras han demostrado una reducción del factor de riesgo de lesiones para adultos pequeños y niños, que tenían un mayor riesgo de lesiones con los sistemas de airbag de primera generación. [141]
Un modelo de bolsas de aire fabricadas por Takata Corporation utilizaba composiciones generadoras de gas a base de nitrato de amonio en infladores de bolsas de aire en lugar del compuesto tetrazole , más estable pero más caro . Los infladores a base de nitrato de amonio tienen un defecto por el cual los infladores antiguos, con exposición prolongada a condiciones climáticas cálidas y húmedas, podrían romperse durante el despliegue, proyectando fragmentos de metal a través de la bolsa de aire y hacia el conductor. [142] A diciembre de 2022, el defecto ha causado 33 muertes en todo el mundo, con hasta 24 en los EE. UU. y el resto en Australia y Malasia. [143] La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) retiró del mercado más de 33 millones de vehículos en mayo de 2015, [144] y multó a Takata con 70 millones de dólares en noviembre de 2015. [145] Toyota, Mazda y Honda han dicho que no utilizarán infladores de nitrato de amonio. [146] [147] En junio de 2017, Takata se declaró en quiebra. [148]
Entre 1990 y 2000, la NHTSA de Estados Unidos identificó 175 muertes causadas por los airbags. La mayoría de ellas (104) fueron niños. Durante ese intervalo se produjeron alrededor de 3,3 millones de despliegues de airbags y la agencia estima que se salvaron más de 6.377 vidas y se evitaron innumerables lesiones. [140] [149]
Un asiento infantil orientado hacia atrás colocado en el asiento delantero de un vehículo coloca la cabeza del bebé cerca del airbag, lo que puede provocar lesiones graves en la cabeza o la muerte si el airbag se despliega. Algunos coches modernos incluyen un interruptor para desactivar el airbag del pasajero delantero, en caso de que se utilice un asiento infantil (aunque no en Australia, donde los asientos infantiles orientados hacia atrás están prohibidos en los asientos delanteros donde hay un airbag).
En los vehículos con airbags laterales, es peligroso que los ocupantes se apoyen en las ventanas, puertas y pilares, o que coloquen objetos entre ellos y el lateral del vehículo. Los artículos colgados de los ganchos para perchas de ropa de un vehículo pueden ser peligrosos si se despliegan los airbags laterales tipo cortina del vehículo. [150] Un airbag montado en el asiento también puede causar lesiones internas si el ocupante se apoya contra la puerta. [151] [152]
La industria aeroespacial y el gobierno de los Estados Unidos han aplicado tecnologías de airbag durante muchos años. La NASA y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos han incorporado sistemas de airbag en diversas aplicaciones de aeronaves y naves espaciales desde la década de 1960.
Las primeras misiones que utilizaron bolsas de aire para el aterrizaje fueron Luna 9 y Luna 13. Al igual que en misiones posteriores, estas usarían las bolsas de aire para rebotar a lo largo de 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 misión Mars Exploration Rover emplearon sistemas de aterrizaje similares. El módulo de aterrizaje Beagle 2 en Marte también intentó utilizar bolsas de aire para el aterrizaje; 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, lo que desactivó la nave espacial.
El Boeing Starliner utiliza seis bolsas de aire para amortiguar el aterrizaje en tierra de la cápsula tripulada. [153]
Los airbags también se han utilizado en aviones militares de ala fija, como en la cápsula de escape de la tripulación del F-111 Aardvark .
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El Ejército de los Estados Unidos ha incorporado airbags en sus flotas de helicópteros UH-60A/L [154] [155] Black Hawk y OH-58D Kiowa Warrior [156] . El sistema de airbag de cabina (CABS) [157] consta de airbags delanteros 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 Aviación del Ejército de los Estados Unidos , a través de un contrato con Simula Safety Systems (ahora BAE Systems ). [158] Es el primer sistema de airbag convencional para la prevención de lesiones de ocupantes (en todo el mundo) diseñado, desarrollado y puesto en servicio para una aeronave, y el primero específicamente para aplicaciones de helicópteros. [159] [160]
A mediados de la década de 1970, el Laboratorio de Investigación de Transporte del Reino Unido probó varios tipos de airbags para motocicletas . En 2006, Honda presentó 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 el airbag, absorbiendo parte de la energía hacia adelante del conductor y reduciendo la velocidad a la que el conductor puede ser arrojado de la motocicleta. [161]
Cada vez más a menudo, los chalecos con airbag (integrados en la chaqueta del motociclista o usados sobre ella) han comenzado a ser utilizados por los motociclistas habituales en la calle. [162] MotoGP ha hecho obligatorio desde 2018 que los motociclistas usen trajes con airbags integrados. [163]
De manera similar, empresas como Helite y Hit-Air han comercializado airbags para equitación, 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 airbag. [ cita requerida ]
Fuente de ideas creativas, [él] inició el desarrollo del airbag como punto de partida para desarrollar una red de seguridad para los vehículos de motor en 1964.
