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Un parachoques es una estructura unida o integrada con los extremos delantero y trasero de un vehículo de motor , para absorber el impacto en una colisión menor, minimizando idealmente los costos de reparación. [1] Ya en 1904 aparecieron en los automóviles parachoques rígidos de metal que tenían una función principalmente ornamental. [2] Numerosos desarrollos, mejoras en materiales y tecnologías, así como un mayor enfoque en la funcionalidad para proteger los componentes del vehículo y mejorar la seguridad han cambiado los parachoques a lo largo de los años. Lo ideal es que los parachoques minimicen los desajustes de altura entre los vehículos y protejan a los peatones de lesiones . Se han promulgado medidas regulatorias para reducir los costos de reparación de vehículos y, más recientemente, el impacto sobre los peatones.
Al principio, los parachoques eran simplemente barras metálicas rígidas. [3] George Albert Lyon inventó el primer parachoques para automóviles. El primer parachoques apareció en un vehículo en 1897 y fue instalado por Nesselsdorfer Wagenbau-Fabriksgesellschaft, un fabricante de automóviles checo. La construcción de estos parachoques no era fiable ya que sólo cumplían una función cosmética. Los primeros propietarios de automóviles reemplazaron el perno del soporte del resorte delantero por otros lo suficientemente largos como para poder sujetar una barra de metal. [2] GD Fisher patentó un soporte de parachoques para simplificar la fijación del accesorio. [2] El primer parachoques diseñado para absorber impactos apareció en 1901. Estaba hecho de caucho y Frederick Simms obtuvo una patente para este invento en 1905. [4]
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Los fabricantes de automóviles agregaron parachoques a mediados de la década de 1910, pero consistían en una tira de acero en la parte delantera y trasera. [5] A menudo tratados como un accesorio opcional, los parachoques se volvieron cada vez más comunes en la década de 1920 a medida que los diseñadores de automóviles los hacían más complejos y sustanciales. [5] Durante las siguientes décadas, los parachoques cromados se volvieron pesados, elaborados y cada vez más decorativos hasta finales de la década de 1950, cuando los fabricantes de automóviles estadounidenses comenzaron a establecer nuevas tendencias de parachoques y diseños específicos de marca. [5] En la década de 1960 se utilizaron parachoques cromados más ligeros en forma de cuchillas con una cenefa de metal pintado que llenaba el espacio debajo. [5] La construcción de varias piezas se convirtió en la norma a medida que los fabricantes de automóviles incorporaron rejillas , iluminación e incluso escape trasero en los parachoques.
En el Pontiac GTO de 1968 , General Motors incorporó un parachoques delantero de plástico del color de la carrocería "Endura" diseñado para absorber impactos a baja velocidad sin deformación permanente. Apareció en un anuncio de televisión en el que John DeLorean golpeaba el parachoques con un mazo y no se produjeron daños. [6] Parachoques elastoméricos similares estaban disponibles en la parte delantera y trasera del Plymouth Barracuda 1970-71 . [7] En 1971, Renault introdujo un parachoques de plástico ( compuesto de moldeo en láminas ) en el Renault 5 . [8]
La práctica de diseño actual es que la estructura del parachoques de los automóviles modernos consista en una cubierta de plástico sobre una barra de refuerzo hecha de acero, aluminio, compuesto de fibra de vidrio o plástico. [9] Los parachoques de la mayoría de los automóviles modernos se han fabricado con una combinación de policarbonato (PC) y acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) llamada PC/ABS. [ cita necesaria ]
Los parachoques ofrecen protección a otros componentes del vehículo al disipar la energía cinética generada por un impacto . Esta energía es función de la masa del vehículo y la velocidad al cuadrado . [10] La energía cinética es igual a la mitad del producto de la masa por el cuadrado de la velocidad. En forma de fórmula:
Un parachoques que protege los componentes del vehículo contra daños a 5 millas por hora debe ser cuatro veces más resistente que un parachoques que protege a 2,5 millas por hora, con la disipación de energía de la colisión concentrada en los extremos delantero y trasero del vehículo. Pequeños aumentos en la protección del parachoques pueden provocar un aumento de peso y una pérdida de eficiencia de combustible .
Hasta 1959, los ingenieros automotrices consideraban que dicha rigidez era beneficiosa para la seguridad de los ocupantes . [11] Las teorías modernas sobre la resistencia a los choques de los vehículos apuntan en la dirección opuesta, hacia vehículos que se deforman progresivamente . [12] Un vehículo completamente rígido podría tener una excelente protección de parachoques para los componentes del vehículo, pero ofrecería poca seguridad a los ocupantes . [13]
Los parachoques se diseñan cada vez más para mitigar las lesiones a los peatones atropellados por automóviles, por ejemplo mediante el uso de cubiertas de parachoques hechas de materiales flexibles. Los parachoques delanteros, especialmente, se han rebajado y están fabricados con materiales más blandos, como espumas y plásticos triturables, para reducir la gravedad del impacto en las piernas. [14]
En el caso de los turismos, la altura y la ubicación de los parachoques están legalmente especificadas según las normativas de EE. UU. y de la UE. Los parachoques no protegen contra colisiones a velocidad moderada, porque durante el frenado de emergencia, la suspensión cambia la inclinación de cada vehículo, por lo que los parachoques pueden evitarse entre sí cuando los vehículos chocan. La prevención de anulación y anulación se puede lograr mediante superficies de parachoques extremadamente altas. [15] La suspensión activa es otra solución para mantener el nivel del vehículo.
La altura del parachoques desde la superficie de la carretera es importante para activar otros sistemas de protección. Los sensores de despliegue de las bolsas de aire generalmente no se activan hasta que entran en contacto con una obstrucción, y es importante que los parachoques delanteros sean las primeras partes de un vehículo en hacer contacto en caso de una colisión frontal, para dejar tiempo suficiente para inflar los cojines protectores. [dieciséis]
Las zonas de aplastamiento que absorben energía son completamente ineficaces si se evitan físicamente; un ejemplo extremo de esto ocurre cuando la plataforma elevada de un camión con remolque no pasa por alto el parachoques delantero de un automóvil de pasajeros y el primer contacto es con el parabrisas de vidrio del compartimiento de pasajeros.
Las colisiones por empotramiento , en las que un vehículo más pequeño, como un sedán de pasajeros, se desliza debajo de un vehículo más grande, como un camión con remolque, a menudo resultan en lesiones graves o muertes. La plataforma de un camión con remolque típico está a la altura de la cabeza de los adultos sentados en un automóvil de pasajeros típico y, por lo tanto, puede causar un traumatismo craneoencefálico grave incluso en una colisión a velocidad moderada. Alrededor de 500 personas mueren anualmente de esta manera en Estados Unidos. [17]
Tras la muerte de la actriz Jayne Mansfield en junio de 1967 en un accidente automovilístico y de camión, la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de EE. UU . recomendó exigir una protección trasera contra empotramientos, también conocida como "barra Mansfield", " barra ICC " o "DOT ( Departamento de Transporte) parachoques". [18] [19] Estos no pueden estar a más de 22 pulgadas (56 cm) de la carretera. La industria del transporte por carretera de EE. UU. ha tardado en mejorar esta característica de seguridad [16] y no existen requisitos para reparar las barras ICC dañadas durante el servicio. [20] Sin embargo, en 1996 la NHTSA mejoró los requisitos para la estructura de prevención de empotramiento trasero en los remolques de camiones, y Transport Canada fue más allá con un requisito aún más estricto para los protectores de empotramiento traseros que absorben energía. [21] En julio de 2015, la NHTSA emitió una propuesta para mejorar los requisitos de rendimiento de EE. UU. para protectores antiempotramiento. [22]
Muchas naciones europeas también han exigido protecciones laterales contra los empotramientos para mitigar las colisiones letales en las que el automóvil impacta al camión desde un costado. [17] En Japón, Estados Unidos y Canadá se utilizan una variedad de diferentes tipos de protecciones laterales de esta naturaleza. [23] Sin embargo, no son obligatorios en los Estados Unidos. [17]
El Reglamento 58 de la ONU establece requisitos para los dispositivos de protección contra empotramiento trasero (RUPD) y su instalación, entre los cuales se encuentra que los camiones y remolques de diversos tipos deben tener dichos dispositivos con una altura sobre el suelo no superior a 45 cm (17,7 pulgadas), 50 cm ( 19,7 pulgadas) o 55 cm (21,7 pulgadas). [24]
Los desajustes entre la altura de los parachoques de los SUV y las vigas de impacto lateral de los turismos han provocado lesiones graves a velocidades relativamente bajas. [16] [25] En Estados Unidos, la NHTSA está estudiando cómo abordar este problema a partir de 2014 [actualizar]. [26]
Más allá de las interacciones letales, los costos de reparación de las colisiones entre automóviles de pasajeros y SUV también pueden ser significativos debido al desajuste de altura. [27] Esta falta de coincidencia puede provocar que los vehículos sufran daños tan graves que dejen de funcionar después de colisiones a baja velocidad. [28]
En la mayoría de las jurisdicciones, los parachoques son obligatorios por ley en todos los vehículos. Se han implementado regulaciones para parachoques de automóviles por dos razones: permitir que el automóvil sufra un impacto a baja velocidad sin dañar los sistemas de seguridad del vehículo y proteger a los peatones de lesiones. Estos requisitos están en conflicto: los parachoques que resisten bien los impactos y minimizan los costos de reparación tienden a lesionar más a los peatones, mientras que los parachoques amigables para los peatones tienden a tener costos de reparación más altos. [29]
Aunque los sistemas de parachoques de un vehículo están diseñados para absorber la energía de colisiones a baja velocidad y ayudar a proteger la seguridad del automóvil y otros componentes costosos ubicados cerca, la mayoría de los parachoques están diseñados para cumplir sólo con los estándares regulatorios mínimos. [30]
Las normas de seguridad internacionales , concebidas originalmente como normas europeas bajo los auspicios de las Naciones Unidas , ahora han sido adoptadas por la mayoría de los países fuera de América del Norte. Estos especifican que los sistemas de seguridad de un automóvil deben seguir funcionando normalmente después de un impacto de péndulo en línea recta o de una barrera móvil de 4 km/h (2,5 mph) en la parte delantera y trasera, y en las esquinas delanteras y traseras de 2,5 km/h. (1,6 mph) a 45,5 cm (18 in) sobre el suelo con el vehículo cargado o descargado. [26] [31]
Los países europeos han implementado regulaciones para abordar el problema de las 270.000 muertes anuales en accidentes de peatones y automóviles en todo el mundo . [14]
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Los parachoques especializados, conocidos como " bull bars " o "roo bars", protegen los vehículos en entornos rurales de colisiones con animales de gran tamaño. Sin embargo, los estudios han demostrado que dichas barras aumentan la amenaza de muerte y lesiones graves a los peatones en entornos urbanos, [32] porque la barra parachoques es rígida y transmite toda la fuerza de una colisión al peatón, a diferencia de un parachoques, que absorbe algo de fuerza. y se arruga. En la Unión Europea se ha prohibido la venta de defensas metálicas rígidas que no cumplan las normas de seguridad pertinentes para la protección de los peatones. [33]
Los vehículos todoterreno a menudo utilizan parachoques todoterreno hechos de metal de gran calibre para mejorar el espacio libre (altura sobre el terreno), maximizar los ángulos de salida, despejar neumáticos más grandes y garantizar protección adicional. Similares o idénticos a las defensas, los parachoques todoterreno presentan una construcción rígida y no absorben (por deformación plástica) ninguna energía en una colisión, lo que es más peligroso para los peatones que los parachoques de plástico de fábrica. La legalidad de los parachoques todoterreno del mercado de accesorios varía según la jurisdicción.
Las regulaciones de parachoques en los Estados Unidos se centran en evitar que los accidentes a baja velocidad perjudiquen la operación segura del vehículo, limitar el daño a los componentes del vehículo relacionados con la seguridad y contener los costos de reparación después de un accidente. [34] [35]
En 1971, la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras de EE. UU . (NHTSA) emitió la primera regulación del país aplicable a los parachoques de los turismos. La Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados No. 215 (FMVSS 215), "Protección exterior", entró en vigor el 1 de septiembre de 1972, cuando la mayoría de los fabricantes de automóviles comenzarían a producir sus vehículos modelo 1973. [36] La norma prohibía daños funcionales a componentes específicos relacionados con la seguridad, como faros y componentes del sistema de combustible, cuando el vehículo se somete a pruebas de choque con barrera a 5 millas por hora (8 km/h) para la parte delantera y 2,5 mph (4 km/h). h) para sistemas de parachoques trasero. [37] Los requisitos eliminaron efectivamente los diseños de parachoques de automóviles que presentaban componentes integrales de iluminación automotriz , como luces traseras.
En octubre de 1972, el Congreso de los Estados Unidos promulgó la Ley de Información y Ahorro de Costos de Vehículos Motorizados (MVICS), que exigía a la NHTSA emitir una norma para parachoques que proporcionara la "máxima reducción factible de costos para el público y el consumidor". [38] Los factores considerados incluyeron los costos y beneficios de la implementación, el efecto de la norma en los costos de seguros y honorarios legales, ahorros en tiempo e inconvenientes para el consumidor, así como consideraciones de salud y seguridad. [36]
Los turismos modelo 1973 vendidos en Estados Unidos utilizaban una variedad de diseños. Variaban desde versiones no dinámicas con protectores de goma sólida hasta diseños "recuperables" con amortiguadores telescópicos llenos de aceite y nitrógeno. [39]
Los estándares se hicieron aún más estrictos para los automóviles de pasajeros modelo 1974, con parachoques delanteros y traseros de altura estandarizada que podían soportar impactos en ángulo a 5 millas por hora (8 km/h) sin dañar las luces, el equipo de seguridad y el motor del automóvil. No había ninguna disposición en la ley que permitiera a los consumidores "optar por no participar" de esta protección. [36]
Las regulaciones especificaban el rendimiento del parachoques; no prescribieron ningún diseño de parachoques en particular. Sin embargo, muchos automóviles para el mercado estadounidense estaban equipados con parachoques voluminosos, masivos y salientes para cumplir con el estándar de parachoques de 5 millas por hora vigente entre 1973 y 1982. [36] [40] Esto a menudo significaba una longitud total adicional del vehículo. , así como nuevos diseños delanteros y traseros para incorporar parachoques más resistentes que absorben energía, agregando peso a las extremidades del vehículo. [36] [41] Los automóviles de pasajeros presentaban paneles de relleno flexibles que ocultaban los espacios entre los parachoques y la carrocería del automóvil, lo que les daba una "apariencia masiva y de bloque". [42] Sin embargo, otros diseños de parachoques también cumplían los requisitos. El cupé AMC Matador de 1973 tenía parachoques independientes con polainas de goma solo para ocultar los amortiguadores retráctiles. [42] Los parachoques "Endura", que cumplían con la normativa pero estaban estrechamente integrados en la carrocería delantera, se utilizaron en modelos como el Pontiac Grand Am a partir de 1973 y el Chevrolet Monte Carlo a partir de 1978, con una masa significativamente menor que los cromados pesados. Parachoques de acero con amortiguadores de energía de impacto separados. [43] [44]
Las regulaciones sobre parachoques se aplicaban a todos los vehículos de pasajeros, tanto de fabricación estadounidense como importados. Con excepciones como el Volvo 240 , el Porsche 911 y el Rolls-Royce Silver Shadow , los fabricantes de automóviles europeos y asiáticos tendían a colocar parachoques compatibles sólo en los automóviles destinados a los mercados de EE. UU. y Canadá donde se aplicaban las regulaciones. Esto significaba que sus autos con especificaciones norteamericanas tendían a verse diferentes a las versiones del mismo modelo vendidas en otros lugares.
Los requisitos de altura de los parachoques estadounidenses efectivamente hicieron que algunos modelos, como el Citroën SM , no fueran elegibles para importar a los Estados Unidos. A diferencia de las normas de seguridad internacionales , las regulaciones estadounidenses se redactaron sin disposiciones para la suspensión hidroneumática . [45]
Los requisitos promulgados bajo MVICS se consolidaron con los requisitos de la Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados Número 215 (FMVSS 215, "Protección Exterior de Vehículos") y se promulgaron en marzo de 1976. Esta nueva norma de parachoques se incluyó en el Código de Regulaciones Federales de los Estados Unidos en 49 CFR 581, independiente de las Normas federales de seguridad de vehículos motorizados en 49CFR571. Los nuevos requisitos, aplicables a los turismos modelo 1979 , se denominaron norma "Fase I". Al mismo tiempo, se promulgó un requisito de cero daños, "Fase II", para los sistemas de parachoques de los automóviles de 1980 y posteriores. Los requisitos más rigurosos se aplicaron a los vehículos modelo 1980 a 1982; Se requirieron pruebas de choque con péndulo y barrera delantera y trasera a 5 millas por hora (8 km/h), y no se permitieron daños al parachoques más allá de una abolladura de 3 ⁄ 8 pulgadas (10 mm) y 3 ⁄ 4 pulgadas (19 mm) de desplazamiento desde la posición original del parachoques. [46]
Los coches "cross-over" con tracción total, como el AMC Eagle, se clasificaron como vehículos polivalentes o camiones y, por tanto, quedaron exentos de las normas sobre parachoques para turismos. [47]
La administración Reagan recientemente elegida se había comprometido a utilizar análisis de costo-beneficio para reducir las cargas regulatorias sobre la industria, lo que impactó este estándar. [48]
Como se analiza en detalle en Física , antes de 1959, la gente creía que cuanto más fuerte era la estructura, incluidos los parachoques, más seguro era el coche. Un análisis posterior condujo a la comprensión de las zonas de deformación , en lugar de una construcción rígida que resultó mortal para los pasajeros porque la fuerza del impacto iba directamente al interior del vehículo y al pasajero. [11]
La NHTSA modificó el estándar de parachoques en mayo de 1982, reduciendo a la mitad las velocidades de prueba de choque delantero y trasero para parachoques de automóviles de 1983 y más nuevos de 5 millas por hora (8 km/h) a 2,5 millas por hora (4 km/h), y el choque en esquina velocidades de prueba de 3 millas por hora (5 km/h) a 1,5 millas por hora (2 km/h). [49] Además, el requisito de cero daños de la Fase II se revirtió a las indemnizaciones por daños de la Fase I. Al mismo tiempo, se estableció un requisito de altura del parachoques de los automóviles de pasajeros de 16 a 20 pulgadas (41 a 51 cm) para los vehículos de pasajeros. carros. [46]
La NHTSA evaluó los resultados de su cambio en 1987 y señaló que resultó en un menor peso y costos de fabricación, compensados por mayores costos de reparación. [50]
A pesar de estos hallazgos, tanto los grupos de consumidores como los de seguros condenaron el debilitado estándar de los parachoques. Presentaron el argumento de que la norma de 1982 aumentaba los costos generales para el consumidor sin ningún beneficio concomitante excepto para los fabricantes de automóviles. [38] [51] [52] [53] En 1986, Consumers Union solicitó a la NHTSA volver al estándar de la Fase II y revelar información sobre la resistencia de los parachoques a los consumidores. En 1990, la NHTSA rechazó esa petición. [54]
En Estados Unidos, el Instituto de Seguros para la Seguridad en las Carreteras (IIHS) somete a los vehículos a pruebas de barrera a baja velocidad (6 mph o 9,7 km/h) y publica los resultados, incluidos los costes de reparación. [55] Los fabricantes de automóviles que obtienen buenos resultados en estas pruebas tienden a publicar los resultados. [56]
En 1990, el IIHS realizó cuatro pruebas de choque en tres ejemplares del Plymouth Horizon de años diferentes . Los resultados ilustran el efecto de los cambios en las regulaciones estadounidenses sobre parachoques (los costos de reparación se cotizan en dólares estadounidenses de 1990 ): [54]
Hoy en día, los parachoques están diseñados para mitigar las lesiones a los peatones y minimizar el peso en los extremos del vehículo, aumentando así la protección de los ocupantes contra el arrugamiento progresivo en un accidente grave. [57] Ya no están hechos de acero y caucho, [57] sino de una fascia exterior de plástico sobre un núcleo de espuma de poliestireno liviano que absorbe los impactos . [57]
Las normas para los parachoques de los automóviles en Canadá se promulgaron por primera vez al mismo tiempo que las de los Estados Unidos. Estos eran muy similares a la regulación estadounidense de 8 km/h (5 mph), y los requisitos canadienses no se redujeron a 4 km/h (2,5 mph) en 1982 como se hizo en los Estados Unidos. [58]
Algunos fabricantes de automóviles optaron por ofrecer parachoques más resistentes con especificaciones canadienses en todo el mercado norteamericano, mientras que otros optaron por ofrecer parachoques más débiles en el mercado estadounidense. Esto limitó la importación de vehículos grises entre EE. UU. y Canadá. [59]
A principios de 2009, la regulación de Canadá cambió para armonizarse con las normas federales de EE. UU. y las regulaciones internacionales de la ONU . [60] Al igual que en los EE. UU., los grupos de protección al consumidor se opusieron al cambio, mientras que los reguladores canadienses mantuvieron que la velocidad de prueba de 4 km/h (2,5 mph) se utiliza en todo el mundo y es más compatible con una mejor protección de los peatones en accidentes entre vehículos y peatones . [61]
La reducción de la velocidad dividida por el tiempo durante el cual se produce define la desaceleración.
Las fuerzas que producen lesiones son proporcionales a la desaceleración experimentada por el ocupante.
La protección de los ocupantes tiene como objetivo reducir estas fuerzas distribuyendo los cambios de velocidad del ocupante durante períodos más prolongados.
La mejor protección teórica sería que el ocupante desacelere desde la velocidad inicial del vehículo hasta la velocidad cero con una desaceleración constante utilizando toda la distancia entre el cuerpo del ocupante y el punto de impacto del vehículo.
En el ejemplo anterior de una velocidad inicial de 50 km/h, y suponiendo que el conductor esté sentado a 2,5 m detrás del parachoques delantero, la desaceleración media resultante sería de 4 G, incómoda pero poco probable que produjera ni siquiera una lesión leve.
Reglamento nº 58 de las Naciones Unidas: Disposiciones uniformes relativas a la homologación de [1] Dispositivos de protección contra el empotramiento trasero (RUPD) [II] Vehículos con respecto a la instalación de un RUPD de un tipo homologado [III ] Vehículos con respecto a su protección contra el empotramiento trasero ( RUP)]
La intención de la norma actual de parachoques de EE. UU. es reducir los daños al sistema de parachoques y así proporcionar a los consumidores estadounidenses un menor costo de reemplazo y reparación de daños en los parachoques, manteniendo al mismo tiempo la integridad de los sistemas de seguridad.
Pero en 1974 todo cambió: las nuevas regulaciones americanas impusieron nuevos parachoques e hicieron casi imposible comercializar un coche con altura de suspensión variable sin modificaciones técnicas pesadas y muy costosas.
Citroën tuvo que tirar la toalla en Estados Unidos tras esperar en vano una exención.
