Seguridad vial: sistemas electrónicos que salvan vidas

La física es implacable en la dinámica de los vehículos; pero, diversos sistemas de freno y estabilidad corrigen errores de manejo, sin intervención humana, y salvan muchas vidas
Gabriel Tomich
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21 de julio de 2018  

La tecnología ha creado varios "ángeles de la guarda" de los conductores. Algunos son más conocidos que otros, pero todos están continuamente "vigilando" para solucionar errores de conducción o evitar males mayores en caso de un siniestro. Estos elementos de seguridad, varios presentes (y otros lamentablemente ausentes) hoy en modelos de todos los segmentos, se dividen en dos grupos: activos y pasivos.

La "seguridad activa" de un vehículo está dada por los sistemas y dispositivos que nos ayudan a controlar el vehículo durante la conducción. Los principales se dividen a su vez en dos áreas: los sistemas que asisten al frenado y los que comandan la estabilidad del automotor.

El dispositivo fundamental del grupo de asistencia al frenado es el sistema antibloqueo de los frenos (ABS, Anti-Lock Braking System), al que acompañan el distribuidor (o repartidor) electrónico de frenado (EBD, Electronic Brake-force Distribution) y el asistente de frenado de urgencia (BAS, Brake Assist System). Otra de las funciones de este paquete es el control de arranque en pendiente, Hill Holder o HLA (Hill Launch Assist) ¿Para qué sirven y cómo funcionan estos dispositivos activos?

ABS: Evita el bloqueo de las ruedas al frenar. Antiguamente, al frenar fuerte, las ruedas se bloqueaban y los neumáticos simplemente patinaban sobre el asfalto siguiendo la trayectoria que traía el vehículo; ergo: por más que se moviese el volante de un lado para otro, el auto continuaba derecho hasta que se detuviera por la fricción o colisionara con lo que tenía por delante. ¿Cuál era la solución "casera"? Soltar y apretar el pedal de freno ("bombearlo") para recuperar el control y tratar de esquivar el obstáculo, sin entrar en pánico, claro. En otras palabras, había que ser casi un piloto profesional para ejecutar esta maniobra y salir indemne. El ABS electrónico (creado por Bosch hace 40 años) "bombea el pedal" por nosotros. Varios sensores detectan que las ruedas bajan sus revoluciones en forma repentina, por lo que el sistema aprieta y suelta las pinzas sobre los discos de freno de 50 a 100 veces por segundo, evitando el bloqueo y manteniendo capacidad de dirección. Con el ABS, hay que mantener siempre apretado el pedal (no soltarlo) y esquivar el obstáculo con la dirección. Cuidado, cuando el ABS entra en funcionamiento el pedal vibra (o "zapatea"): no se rompió nada, es así el funcionamiento.

EBD: También llamado EBV (esto depende de los fabricantes) es un "subsistema" del ABS que tiene por función controlar la fuerza de frenado a aplicar en cada rueda del vehículo. En especial, la presión de frenado en las ruedas traseras para evitar que el auto "se cruce" o deslice. Al frenar, la transferencia de pesos (o masas) es hacia adelante y es mayor cuánto más grande es la desaceleración y alto el centro de gravedad del móvil. Por eso son más potentes los frenos delanteros que los traseros. El EBD compensa las fuerzas de frenado para que el vehículo se mantenga recto.

BAS: También llamado AFU (Asistente de Frenado de Urgencia) o BA (Brake Assist). En Mercedes-Benz se percataron hace muchos años que en una frenada de emergencia los conductores empezamos a frenar con menos fuerza de lo que el vehículo es capaz, para ir incrementando la presión cuando percibimos que no vamos a frenar a tiempo, lo que alarga las distancias de frenado. Lo que en competición llaman "pararse arriba del freno" lo hace por nosotros este dispositivo que frena "a fondo" aun cuando nosotros no lo hagamos, en una frenada brusca.

HLA: el asistente de arranque en pendiente tiene un sensor que detecta el grado de inclinación del vehículo detenido; si este ángulo supera un valor establecido por defecto (3°), activa los frenos y evita que el auto se vaya para atrás (por un par de segundos) hasta que aceleramos y salimos hacia adelante; mientras tomamos impulso, el sistema va soltando el freno.

De todas formas, hay que recordar que en el frenado (en especial en las distancias para detenerse) es decisiva la interacción entre los neumáticos y la superficie del terreno; no es lo mismo frenar sobre asfalto que en ripio, por ejemplo.

Con el foco en la estabilidad

El segundo grupo de elementos es el que está involucrado en la estabilidad del vehículo. Su principal actor es el control electrónico de estabilidad (ESP, Electronic Stability Program), que incluye también el control de tracción, que algunos fabricantes llaman ASR (Anti-Slip Regulation) y otros TCS (Traction Control System). También aquí se suman dispositivos como el Torque Vectoring, suerte de diferencial autoblocante electrónico.

En la dinámica de un vehículo actúan diversas fuerzas y efectos físicos. Algunos son fáciles de percibir, como la aceleración y la desaceleración. Otros, no tanto: fuerza de rozamiento de las ruedas, transferencias de masas, fuerzas centrífuga y centrípeta, etcétera, que se oponen e interactúan en un cóctel que puede ser explosivo si variamos significativamente factores como la velocidad, la aceleración y la dirección.

En una marcha normal, todas estas fuerzas se compensan perfectamente y no nos causan ningún problema. Pero, ¿qué pasa si tomamos una curva a demasiada velocidad o hacemos un movimiento muy brusco con el volante? Esas fuerzas pueden hacer que los neumáticos dejen de "agarrarse" al asfalto (pierden adherencia) y empiecen a derrapar, patinar o deslizar sin control.

En nuestra ayuda viene entonces el mencionado control electrónico de estabilidad (ESP), que es un sistema compuesto por un microordenador que recibe los datos de sensores que miden: el ángulo de la dirección, la velocidad de giro de cada rueda, el ángulo de giro y la aceleración transversal del móvil. El "chip" verifica toda esta información 25 veces por segundo para asegurarse de que la trayectoria que desea el conductor se corresponde con la real del vehículo. Si esto no es así, el ESP actúa en forma autónoma frenando individual y selectivamente las ruedas para equilibrar las fuerzas y estabilizar el vehículo (para lo que se vale de nuestro conocido ABS). Además, el ESP, a través de su socio, el ASR, también puede reducir el par del motor (torque), para disminuir la fuerza de empuje de la mecánica en las ruedas o frenar el giro de una de ellas, si está patinando.

En este control de la velocidad de giro de las ruedas, también son útiles los diferenciales (parte de la transmisión que lleva el torque o par del motor a las ruedas) autoblocantes o tipo Torsen mecánicos, que limitan la posibilidad de que una de las ruedas motrices gire libre respecto de la otra hasta un porcentaje determinado fijo (por ejemplo, 30%). Más sofisticado es el Vectoring Torque System (VTS) que utilizan algunos fabricantes, con el que electrónicamente se controla cuánto par motor o torque se envía a cada una de las ruedas, evitando que patinen.

La electrónica ofrece más dispositivos. Varios muy específicos para los tan en boga utilitarios deportivos (SUV) y las pickups, por su altura y funciones, como el control de mitigación de vuelco, el de estabilidad de remolques, de descenso de pendientes y más. Hay otros más "universales" como el control de velocidad de crucero adaptativo, los sistemas de alarma de cambio de carril, de colisión, de detección de fatiga y varios más que cada vez con mayor frecuencia se ven en modelos de gran volumen. En suma, una colección de "ángeles" electrónicos que salvan vidas.

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