Una historia centenaria de seguridad automotriz

Si los fabricantes de automóviles modernos recordaran instancias de autos de hace cien años, seguramente se horrorizarían: frenos de zapatos y una columna de dirección sólida, como un pico, dirigida al cofre del conductor. Pero antes de la década de 1950, tales autos se producían en masa. Luego, los fabricantes de automóviles se preocuparon poco por la seguridad de los conductores y pasajeros; la atención se centró principalmente en la velocidad y, en menor medida, en la conveniencia. Y solo más cerca de mediados del siglo XX, se hizo evidente que la seguridad del automóvil es quizás la etapa más importante de producción y vale la pena prestarle mucha atención. Recordemos la fascinante historia del desarrollo de los sistemas de seguridad automotriz y cómo influyeron en la industria moderna.

Primeros pasos

Hasta principios del siglo XX, las primeras carrocerías con ICE eran más como carruajes tirados por caballos. Al principio, algunos modelos ni siquiera tenían piso, sino solo asientos para pasajeros, un techo plegable y un mamparo frontal protector primitivo. El motor de estos automóviles generalmente se ubicaba directamente debajo de los asientos. A principios del siglo XX, había unos veinte tipos básicos de cuerpo que, siguiendo el ejemplo de los carruajes, tenían nombres franceses.



Gradualmente, se comenzaron a usar más y más metales duraderos en las estructuras corporales. Casi al mismo tiempo, se produjo una confrontación entre los cuerpos abiertos y cerrados. Por ejemplo, el primer auto deportivo Mercer Type 35 Raceabout construido en los EE. UU. En 1911 tenía un cuerpo abierto, mientras que el Lanchester inglés tenía una versión completamente sellada. En los años siguientes, los fabricantes de automóviles comenzaron a inclinarse cada vez más hacia cuerpos cerrados, ya que eran más prácticos y confiables, y las opciones abiertas eran más probablemente un elemento de diseño.

En 1905, el ingeniero mecánico alemán Frederick R. Simms instaló los primeros parachoques en los vehículos Simms-Welbeck, en los que se instalaron elementos neumáticos para absorber la energía del impacto. Por lo tanto, los parachoques se convierten en una parte integral del automóvil, y compañías estadounidenses como Duesenberg y Lincoln fueron las primeras en darle a sus parachoques un aspecto único.



Sorprendentemente, a principios del siglo pasado, algunos automóviles pudieron alcanzar velocidades de 100 km / h, por lo que era urgente instalar un sistema de frenos efectivo. Por extraño que parezca, los primeros fueron los frenos de disco más familiares para nosotros, patentados por el inglés Frederick Lanchester en 1902. Sin embargo, no fueron ampliamente utilizados, ya que crearon mucho ruido y traqueteo cuando se usaron.



Hasta la década de 1940 y 50, los frenos de correa primero ganaron popularidad, y luego los frenos de tambor, cuyas pastillas estaban ocultas de forma segura dentro de la batería. Inicialmente, los frenos se instalaron solo en las ruedas traseras. El sistema de frenos en las cuatro ruedas apareció solo en 1910 en el modelo Arrol-Johnston. Los primeros frenos hidráulicos aparecieron en 1921 en el Modelo A Duesenberg. El sistema de frenos hidráulicos requirió mucho esfuerzo al pisar el pedal, por lo que en 1923, Louis Renault inventó y patentó el primer refuerzo mecánico, que comenzó a instalarse en todos los automóviles Renault de serie. El primer sistema de frenado de doble circuito (mecánico e hidráulico) comenzó a instalarse solo en 1966 en los automóviles Volvo.

Con el aumento de la velocidad y el número de automóviles, los ingenieros comienzan a introducir sistemas para facilitar el proceso de conducción y eliminar muchos momentos peligrosos en la carretera. Entonces, en 1916, la mayoría de los automóviles estadounidenses ya estaban equipados con limpiaparabrisas, y a principios de la década de 1920, comenzaron a instalarse los primeros faros eléctricos. En 1938, todos los vehículos de producción de Cadillac tenían retrovisores, limpiaparabrisas y faros antiniebla.



En 1928, los parabrisas a prueba de golpes se instalaron por primera vez en los vehículos Ford A. Gracias al trabajo del escocés John Boydle Dunlop, quien en 1887 inventó y patentó un neumático inflable para bicicletas, su invento migró rápidamente a los automóviles. Gracias a esto, moverse en automóviles se ha vuelto mucho más seguro y cómodo. En 1904, Continental desarrolló los primeros neumáticos en relieve, lo que aumentó significativamente la capacidad de control del automóvil. Los primeros neumáticos con una disposición radial de hilos de cordón fueron desarrollados por Michelin en 1946. Por cierto, estos neumáticos todavía se usan ampliamente en la actualidad. En 1912, el estadounidense Evard Budd en su taller inventó el primer cuerpo totalmente metálico, que fue ampliamente utilizado solo en 1928.



Con la creciente popularidad de las carreras, los fabricantes de automóviles comenzaron a prestar más atención al manejo del automóvil, por lo que en la década de 1930, se comenzaron a fabricar automóviles con cuerpos de carga. Esto se logró combinando un cuerpo totalmente metálico con un marco rígido. Como resultado, la mantenibilidad y la longevidad de los elementos que soportan carga aumentaron con una disminución notable en la masa total del automóvil. El primer automóvil de producción con un cuerpo de soporte fue el Citroen Traction Avant de tracción delantera de 1934 de lanzamiento. Más tarde, en lugar de un cuerpo de carga, los automóviles comenzaron a instalar un marco de carga, que proporcionó un aterrizaje más bajo, protección adicional del cuerpo y reducción de ruido. Las primeras máquinas de este tipo fueron la versión serial "Volkswagen KdF" de 1939.



Seguridad pasiva

En la década de 1950, los automóviles comenzaron a convertirse gradualmente no solo en un artículo de lujo, sino en un medio de transporte común, que requería una mayor seguridad para el conductor y los pasajeros a través de la introducción de varios sistemas y dispositivos, que en el futuro se conocieron como pasivos.
A finales de la década de 1940, Volvo desarrolló el concepto de un bastidor de alta resistencia ("cápsula de carcasa") que reduce la fuerza de impacto. En el futuro, la compañía sueca hará una contribución considerable al desarrollo de la seguridad del automóvil, pero lo primero es lo primero. A mediados del siglo pasado, muchos fabricantes de automóviles comenzaron a hacer sus propias pruebas de choque de automóviles.

A principios de la década de 1950, la empleada de Daimler-Benz Bela Bareni, que más tarde fue reconocida como el "padre de la seguridad pasiva del automóvil", propuso la idea revolucionaria de crear una cabina segura en ese momento.



El concepto era una combinación de una "cápsula de vivienda" resistente a los impactos, que tenía suficiente espacio libre para los pasajeros y se arrugó en las zonas de absorción de energía de impacto ubicadas en la parte delantera y trasera del automóvil. La esencia de la tecnología fue la conversión de energía cinética debido a la deformación de los elementos del cuerpo. Por lo tanto, el tiempo de contacto con el obstáculo aumentó aproximadamente diez veces, reduciendo inversamente la carga.



El desarrollo recibió reconocimiento público y pasó muchas pruebas de choque, incluida una colisión frontal. Los primeros automóviles en utilizar elementos de carrocería que absorben energía fueron los automóviles de pasajeros American Premium Packard fabricados desde 1952. El primer automóvil en incorporar por completo los principios de seguridad pasiva ofrecidos por Bareni fue el Mercedes-Benz W111, que ingresó al mercado en 1959 g.



En 1954, el mismo Bareni propuso un prototipo de columna de dirección con un elemento plegable, que en caso de colisión no causó lesiones graves al conductor. Durante mucho tiempo, el desarrollo permaneció a la sombra, pero después de unos años mostró su plena ventaja sobre las estructuras rígidas telescópicas.

En 1956, Ford comenzó a producir en masa sus automóviles con cinturones de seguridad de cinco puntos, pero la tecnología no fue ampliamente utilizada. Por cierto, la primera patente para el cinturón de seguridad de un automóvil se le otorgó al estadounidense Edward Kleghorn en 1885. A principios del siglo XX, los conductores y pilotos de aviones usaban cinturones de seguridad con mayor frecuencia. La situación cambió radicalmente cuando en 1959 Volvo comenzó a equipar sus automóviles de producción con un cinturón de seguridad confiable de tres puntos. El desarrollo, como se cree comúnmente, no fue innovador: los primeros cinturones de seguridad de tres puntos aparecieron en 1902. Sin embargo, el ingeniero de la compañía sueca Nils Bolin pudo refinar significativamente la tecnología y hacerla lo más confiable y fácil de usar posible. Bolin ha estado desarrollando el cinturón por más de un año, y durante ese tiempo ha estudiado cerca de 20,000 reportes de accidentes.



Después de Volvo, en 1964, los automóviles estadounidenses completamente nuevos comenzaron a equiparse con cinturones de seguridad de tres puntos, y dos años después, el dispositivo se convirtió en el estándar en los EE. UU. En 1960, Volvo comenzó a instalar un panel frontal con líneas suaves en sus automóviles de producción, lo que redujo la cantidad de lesiones en la cara y el pecho. La compañía también fue una de las primeras en comenzar a probar los asientos de seguridad para niños en 1964 y en instalarlos en sus automóviles.



Vale la pena señalar que hasta principios de la década de 1960, los asientos para niños no se consideraban una característica de seguridad, sino que se usaban para elevar al niño al nivel de los ojos de otros pasajeros. En 1978, Estados Unidos se convirtió en el primer país en aprobar una ley sobre el transporte obligatorio de niños con sistemas especiales de retención. Otro invento significativo de Volvo en 1967 fueron los reposacabezas para asientos que protegen el cuello y la cabeza de los pasajeros con impactos traseros, que se convirtieron en el estándar en los Estados Unidos dos años después. De esta forma, los reposacabezas duraron casi 30 años en el mercado y solo en 1995 aparecieron por primera vez los modelos activos en el Saab 9-5, que, debido a la inercia, activó un mecanismo especial que se aproxima al reposacabezas antes de inclinar la cabeza, reduciendo así la fuerza del impacto. Saab también se convirtió en la primera compañía en instalar parabrisas que absorben energía en automóviles de producción en 1971, y en 1977, vigas de protección laterales en las puertas.

Poco a poco, el material de la carrocería del automóvil se hizo más duradero y liviano, y los elementos interiores comenzaron a fabricarse con materiales arrugados o blandos. Pero quizás el elemento más importante de la seguridad pasiva sigue siendo las bolsas de aire. Los primeros experimentos con bolsas de aire para proteger al conductor y al pasajero sentados en el asiento delantero fueron realizados por ingenieros estadounidenses en 1968 y solo cinco años después aparecieron aproximadamente al mismo tiempo en los automóviles de producción General Motors y Chevrolet.



Por primera vez, en 1980 se introdujo una bolsa de aire controlada electrónicamente en los automóviles de la clase S de Mercedes. Desde entonces, la tecnología de la bolsa de aire ha sufrido muchos cambios (analizando la posición de los pasajeros antes del impacto, ajustando el algoritmo de operación según la situación), pero el principio general de operación no ha cambiado. este dia
El gran éxito de las bolsas de aire delanteras ha llevado a Volvo a introducir el modelo 850 en 1994, que implementó bolsas de aire laterales junto con refuerzos instalados en las puertas delanteras. La compañía decidió ir más allá e instaló cortinas inflables en el sedán S80 para proteger a los pasajeros en caso de impacto lateral. En 1996, Kia equipa su SUV Sportage con bolsas de aire para proteger sus rodillas.

A mediados de la década de 2000, por iniciativa de las organizaciones internacionales para la protección de los peatones, se comenzaron a instalar campanas montadas en vehículos que, con la ayuda de los cartuchos de piro, pueden elevarse automáticamente para proteger a los peatones durante una colisión. Uno de los primeros automóviles con esta tecnología fue el Jaguar XK y Citroen C6. En 2012, el mismo Volvo comenzó a instalar airbags para peatones integrados en el capó del V40.



Seguridad activa

Hasta principios del siglo XXI, el desarrollo se llevó a cabo principalmente para aumentar la seguridad pasiva mejorando el cuerpo y varios sistemas; y no en vano: durante medio siglo, la seguridad constructiva de los automóviles ha crecido varias veces, salvando miles de vidas. Pero esto no detiene la evolución: las tecnologías ya creadas se mejoran constantemente, se crean nuevos materiales, etc. Recientemente, se ha puesto énfasis en la introducción de sistemas de seguridad activos, tecnologías que reducen la proporción del factor humano durante un accidente. Y aunque esta etapa aún se encuentra en la etapa de su desarrollo activo, ya se ha hecho mucho.

Y todo comenzó en la década de 1970, cuando Mercedes-Benz y varias otras compañías comenzaron a desarrollar un sistema electrónico de frenos antibloqueo (ABS), que evita que las ruedas se bloqueen durante el frenado de emergencia, lo que ayuda al conductor a no perder el control. Por primera vez, esta tecnología apareció en el modelo Mercedes-Benz 450 SEL en 1978 y luego comenzó a instalarse en muchos automóviles nacionales y extranjeros.



En 1995, Mercedes introdujo la primera solución práctica a una tecnología que simplifica el proceso de estacionamiento llamado Parktronic. El sistema constaba de varios sensores ultrasónicos y un indicador sonoro (zumbador). El principio de la tecnología era bastante simple: los sensores midieron la distancia al obstáculo, y la señal acústica al cambiar la señal de sonido advirtió al conductor sobre cuándo detenerse.

De 1987 a 1992, Mercedes-Benz, junto con Bosch, desarrolló un sistema electrónico de control de estabilidad para automóviles durante maniobras bruscas llamado Programa de estabilidad electrónica (ESP). En 1995, la tecnología se finalizó y se denominó "Control electrónico de estabilidad" (ESC). Los primeros autos en suministrar estos sistemas fueron los Mercedes Clase A desde 1997.

La mitad de la década de 1990 estuvo marcada por el apogeo de la tecnología GPS con una precisión artificialmente baja de hasta 100 metros. La autorización para utilizar el sistema con fines civiles permitió la introducción de nuevos sistemas automatizados en automóviles. En 1997, los automóviles Mercedes, y dos años después, el BMW e38 y el Toyota Celsior comenzaron a utilizar la tecnología de control de crucero adaptativo, que mantiene automáticamente una velocidad determinada.



El control de crucero depende de los sistemas ABS y ESC; si fallan, la función se desactiva.
En 1997, el Comité Europeo para la realización de pruebas de choque independientes de automóviles comenzó con la evaluación de la seguridad pasiva y activa Euro NCAP. El Volvo S40 se convierte en el primer auto de 4 estrellas en proteger a los pasajeros adultos, y Renault Laguna es reconocido como el primer 5 estrellas en 2001.

En 2007, Volvo introdujo la tecnología de monitoreo de punto ciego en los sedanes S80, y un año después equipó al XC60 con otro desarrollo innovador: el frenado autónomo. Puede leer sobre otras innovaciones en el mundo de la electrónica automotriz y los sistemas de seguridad en nuestro blog .



Resumen

Por supuesto, en el marco de un artículo es imposible describir completamente la evolución de los sistemas de seguridad automotriz. Lo único que se puede decir con certeza es que durante más de cien años el automóvil ha cambiado más allá del reconocimiento. Ahora, este no es solo un medio de transporte, también es una plataforma para la introducción de tecnologías innovadoras. En los últimos años, la mayoría de las empresas han cambiado al desarrollo de vehículos no tripulados, que requieren la creación de nuevos sistemas de seguridad.