1.DISEÑO DE LA CARROCERÍA

1.Introducción.

A la hora de proyectar un nuevo modelo se deben conjugar de forma satisfactoria una serie de factores, como son la habitabilidad, el confort, la aerodinámica y l seguridad, encaminados a obtener un producto que ofrezca una potencia significativa basada en una notable economía de consumo armonizada con la imagen de la marca. Como ejemplo en un vehículo deportivo se sacrifica la habitabilidad a favor de la estética y aerodinámica, en un monovolumen lo que prima es la habitabilidad interior pasando a segundo plano la aerodinámica.

Para intentar conseguir estos objetivos se recurre a diferentes estrategias:

• Optimizar las tareas de organización de todos los departamentos implicados en la elaboración del nuevo modelo que tienden hacia la unificación de en diferentes grupos de trabajo (proyectos, métodos y fabricación) permitiendo detectar rápidamente cualquier problema presente.

• Aplicación de nuevos conceptos y nuevas tecnologías.

• Reducción de los plazos de puesta a punto de un nuevo modelo.

• Capacidad de innovación. La fuerza de una empresa resida en su capacidad para innovar mas rápidamente que sus competidores.

• Se debe diversificar la oferta a partir de un modelo base realizando varias versiones del mismo. Versiones familiares, deportivas...

• Para reducir el tiempo de lanzamiento y los costes, los fabricantes de vehículos suelen compartir plataformas de carrocería entre los modelos de la misma marca o grupo.

La idea de la seguridad se encuentra en un primer plano a la hora de diseñar una carrocería que aparte de la estética se debe estudiar la deformabilidad de sus creaciones y en dotar los habitáculos de una elevada estabilidad de forma.

Tradicionalmente, a la hora de establecer los gustos y modas se que condicionan la elección de un vehículo, pueden establecerse tres áreas de población que marcan las tendencias de la demanda mundial:

• Zona europea.

• Zona norteamericana.

• Zona asiática.

En Europa suelen predominar los vehículos compactos (berlinas) de estética discreta y colores sobrios, de cierto aire urbano adaptado plenamente a la circulación por carretera. El precio del combustible y la no excesiva abundancia de espacios abiertos determina el tamaño y la monitorización de un vehículo típico.

En Norteamérica en cambio, el precio mas reducido del combustible, la existencia de amplios espacios abiertos y el estilo de vida determina un mercado en el que abundan las berlinas de gran tamaño y elevada monitorización, los pick-up y los todoterreno.

En la zona asiática (en especial Japón) prefieren los vehículos pequeños (especialmente todoterreno) de colores vivos, estética vanguardista y un marcado carácter urbano condicionado por la escasez de suelo libre.

No obstante, en cada zona de influencia cada país presenta rasgos diferenciales propios que influyen de manera notable en el mercado.

En el proceso de puesta en marcha de un nuevo modelo se encuentran involucrados aspectos económicos, plazos, producción, calidad y técnicos. El periodo de desarrollos cuenta con las siguientes fases y medios:

• De ejecución de proyecto:

• Estudios de viabilidad previa.

• Estudios de viabilidad definitiva.

• Ficheros de geometría 3D de piezas.

• Ficheros 2D de piezas.

• Ficheros de planos 2D de conjuntos.

• Pirámide grafica (despiece)

• Realización base.

• De verificación del proyecto:

• Análisis modal de fallos y efectos.

• Simulación (estructural y de estampación).

• Taller piloto virtual.

• Métodos de operaciones de estampación.

• Estudios de tolerancias, sistemas de ensamblaje y estudios de referencias.

• Construcción de prototipos.

• Experimentación.

• Taller piloto de producción.

• Medios de verificación de calidad.

Teniendo en cuenta que cada constructor aplica su propio método secuencial en la ejecución del proyecto, para el estudio del proceso en si podemos partir de una secuencia típica en la que una vez establecido el pliego de condiciones el proyecto se desarrolla en las siguientes fases:

Concepción.

Diseño.

Creación de maquetas.

Construcción de prototipos.

Pruebas.

Fabricación.

Necesidades de fabricación de la carrocería.

1.1.Concepción.

En esta fase se realizan los primeros bocetos a partir de dibujos a mano utilizando instrumentos de dibujo. El trabajo culmina con la aprobación del mejor boceto propuesto.

A continuación los diseñadores determinan las dimensiones del vehículo (prestando especial atención al interior del mismo). Para ello se divide el vehículo en tres zonas diferenciadas: zona motor, zona de ocupantes, zona maletero.

Para el calculo inicial de las medidas exteriores de la carrocería suele tenerse en cuenta:

• Exigencias aerodinámicas.

• Ergonomía del puesto de conducción, concepción de los asientos y del maletero.

• Altura libre de la carrocería sobre el suelo.

• Posición y tamaño del deposito de combustible.

• Necesidades de espacio de las ruedas.

• Tamaño y disposición de los paragolpes.

• Tipo de emplazamiento de los órganos mecánicos: motor, radiador, cambio...

Para iniciar la fase de diseño de as formas interiores y exteriores deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:

• Condiciones de visibilidad. Disposición de los montantes, techo, capo, maletero, retrovisores, curvatura del parabrisas, barrido del limpiaparabrisas, etc.

• Funciones mecánicas. Deben poder bajarse los cristales laterales, apertura del capo y maletero, reglaje de luces, etc.

• Posibilidad de fabricación y facilidad de reparación.

• Condiciones de seguridad. Establecimiento de un plan de deformación programada, forma y disposición de los refuerzos y paragolpes, eliminación de aristas, etc.

Una vez calculadas las medidas exteriores el ordenador proporciona una visión del vehículo (interior y exterior) y cada parte constituyente del mismo pudiendo introducir modificaciones que se estimen oportunas.

1.2. Diseño de la carrocería.

Una vez definido el vehículo se pasa a la fase de diseño, en la que se emplean medios altamente sofisticados. Mediante estos desarrollos informáticos se sustituyen las maquetas físicas por maquetas numéricas a partir de parámetros geométricos obtenidos en la fase de concepción del vehículo con la ayuda de potentes ordenadores.

Como norma general un buen diseño debe reunir las siguientes características:

• Resultar lo mas atractivo posible.

• La transición a la fase de fabricación debe ser lo más fácil posible.

• Garantizar una alta funcionalidad y larga vida útil.

• El numero de piezas constituyentes debe ser el mínimo posible y su desglose debe resultar sencillo.

• Tener un alto numero de piezas aprovechables para otros modelos.

• Utilizar el mayor numero de piezas reaprovechables.

• Ofrecer una buena relación calidad precio.

A través de este método el diseñador puede ensayar diferentes soluciones técnicas, simular el funcionamiento de cada pieza, introducir modificaciones, ensamblar piezas virtualmente e integrarlas en el sistema al cual van a pertenecer analizando su compatibilidad.

1.2.1. Cálculos de la estructura.

El principio universal en el calculo de estructuras se basa en el hecho de que las deformaciones resultantes son proporcionales a las tensiones aplicadas ya que la estructura del nuevo modelo debe absorber la máxima energía sacrificándose en defensa de los pasajeros.

Para determinar las características estáticas, dinámicas y acústicas se recurre a la integración de elementos finitos, lo cual se basa en la idea fundamental de descomponer cualquier cuerpo tridimensional en figuras geométricas simples cuyos comportamientos elásticos son conocidos y fáciles de formular matemáticamente.

Habitualmente suele descomponerse en triángulos cuyos vértices presentan coordenadas espaciales y que fruto de las tensiones aplicadas se desplazan en el espacio haciendo que los vértices de los triángulos adyacentes se desplacen vuelvan a desplazarse y así hasta que la tensión producida en cadena se anula. Con ello es posible construir un modelo que represente fielmente as propiedades elásticas de la pieza real. El proceso puede resumirse en:

• En primer lugar se realiza una discretizacion finita de la pieza, consistente en dividirla en trozos muy pequeños a los cuales aplicar las ecuaciones de comportamiento elástico-resistente.

• Una vez realizado el mallado se aplica cargas exteriores en algunos de esos elementos y se estudia la deformación.

• De este modo se puede analizar la deformación macroscópica de la pieza, y los puntos de esfuerzo critico y, por tanto, susceptible a la rotura.

Para la integración de elementos finitos se utilizan superordenadores del tipo Cray que procesan millones de operaciones en nanosegundos, de manera que se puede visualizar el efecto de cualquier tensión aplicada en un punto determinado obteniendo deformaciones, oscilaciones, distribuciones de las tensiones y trabajos de variación de forma. Las ventajas de que ofrece la utilización del método de los elementos finitos se centran fundamentalmente en los siguientes aspectos:

• Posibilidad de determinar procesos de carga invisibles (transmisión de fuerzas, concentraciones de esfuerzos) en estructuras complicadas.

• Calcular variables como: grueso de chapa, refuerzos, materiales, etc.

Por el contrario las limitaciones que presenta la utilización de este método son:

• La exactitud depende del tipo de elemento, de su numero y de su distribución en la estructura.

• Las variaciones entre el grueso de la chapa calculado y el real, una vez laminada y embutida, debido a la anisotropía de los distintos materiales.

• Dificultad para estimar exactamente las uniones soldadas.

1.2.2. Cálculo de la resistencia.

El estudio de calculo de estructuras consiste en calcular la relación entre fuerza y desplazamiento para cada elemento componente de la estructura. Una vez realizado dicho estudio se procede al ensamblaje del conjunto de elementos en el que se debe establecer el equilibrio de fuerzas en cada unión.

Además de las tensiones causadas por sistemas de sujeción y cargas suspendidas, que se calculan por el método de los elementos finitos, hay ciertas piezas del vehículo como montantes, travesaños y paragolpes, que se encuentran sometidas frecuentemente a cargas de flexión o torsión. En estos casos resulta adecuado el empleo de programas de calculo de secciones.

1.2.3. Cálculo del comportamiento ante colisiones.

El uso del ordenador y de sofisticados instrumentos de calculo permiten realizar ensayos virtuales de colisiones en los que ejecuta mega operaciones de calculo en nanosegundos que permiten dar el planteamiento correcto al vehículo sin realizar pruebas sin haber destruido ningún prototipo.

En la realización de los crash-test virtuales se utilizan los modelos tridimensionales del vehículo, dividiendo la estructura portante de la carrocería en elementos finitos cada uno de los cuales tiene definido con anterioridad su comportamiento cuando se le aplican determinadas fuerzas, y que sirven de base para los cálculos simulados.

Si se aplica sobre una zona del vehículo virtual una fuerza dada se inicia una reacción en cadena en la que cada área se deforma según los cálculos anteriores y transmite fuerza a las que están en contacto con ella. De esta forma es posible determinar cual ha sido la deformación total del vehículo completadas con las pruebas reales permiten validar las dimensiones y el comportamiento por separado de ciertos elementos de la carrocería como largueros, travesaños, etc.

1.3. Creación de maquetas.

La siguiente fase consiste en “dar volumen” al dibujo. Se construyen maquetas de escayola o materiales sintéticos primero a escala 1:5 y luego a tamaño natural. En esta fase, el diseñador afirma determina la agresividad de las formas curvas determinando el volumen en todos sus aspectos.

Como resultado se obtiene la maqueta virtual definitiva que define numéricamente el diseño para establecer el plan de forma del primer prototipo. Cuando se acaba la fase de diseño los datos anteriormente plasmados en un plano digitalizado se transfieren en forma de ordenes de un ordenador a una fresadora automática de cinco ejes que clona el modelo diseñado sobre un bloque de material termoplástico generalmente poliestireno.

A la forma conseguida suele hacerse un molde exterior de resina epoxi para construir una maqueta hueca que se utiliza para obtener una visión conjunta transparente del estilo exterior e interior del modelo y sufrirán los primeros test en el túnel de viento para confirmar los cálculos efectuados sobre el papel.

1.4. Construcción de prototipos.

Los prototipos suelen montarse en instalaciones especificas para definir las matrices, los moldes y el utillaje del vehículo necesario para la construcción. Se analizan los detalles en profundidad prestándose especial atención al control geométrico de la carrocería.

Como resultado de todo el proceso se determina el proceso de estampación más idóneos, ultiman los útiles de las prensas a la vez que se realizan los estudios de las tolerancias, referencias, sistemas de unión y se regulan los equipos de ensamblaje.

1.5. Pruebas.

Una vez fabricado el prototipo se inician una serie de pruebas para analizarlo. Se comprueban los motores sometiéndolos a ensayos acústicos y de vibraciones, los materiales se controlan con microscopios electrónicos y equipos de metalurgia comprobando la resistencia a la fatiga de algunos elementos en bancos hidráulicos. El modelo también pasa una prueba de seguridad para comprobar su rigidez estructural.

Se realizan pruebas climáticas sometiendo el prototipo a extremas condiciones de temperatura y también se comprueba la resistencia de la carrocería frente a la corrosión simulando diferentes climas.

Se verifica la emisión de gases y se analizan los materiales empleados pensando en su posterior reciclaje. También tienen lugar ensayos de golpes y la seguridad tanto activa como pasiva, se realizan ensayos de durabilidad de determinados componentes de la carrocería.

1.6. Fase de fabricación de la carrocería.

La chapa de acero se suministra en forma de bobinas o en piezas prerrecortadas, las bobinas deben ser enderezadas mediante una serie de rodillos que eliminan la curvatura y a continuación se procede al recorte en cizallas automáticas para ser introducidas en la cadena de embutición. Cada recorte se introduce en un transfer que dispone de varias matrices en línea cada una encargada de realizar una secuencia en el conformado total de la pieza.

Para conseguir una gran variedad de piezas que conforman la estructura de la carrocería únicamente se cambian las matrices de las prensas, debido al gran tamaño que estas ocupan y el coste de las mismas.

El ensamblado de las piezas se realiza en instalaciones distribuidas en zonas diferenciadas:

• Áreas o líneas dedicadas a los elementos amovibles de la carrocería (puertas, capos, portones, etc.)

• Áreas dedicadas a elementos integrantes de la carrocería (plataforma, paneles, laterales, etc.)

• Áreas dedicadas a la conformación y soldadura de la carrocería (basamento, techo, etc.)

• Áreas de acabado donde se le añaden a la caja ya conformada los elementos separados y se finaliza el conjunto.

La carrocería autoportante consta de cuerpos huecos de chapa y laminas que se unen en las instalaciones de soldadura continua o por puntos múltiples realizados por robots. La soldadura proporciona alta resistencia mecánica y buena transmisión de esfuerzos entre las piezas estructurales y las uniones atornilladas proporcionan una excelente reparabilidad de las piezas.

En el ensamblado se emplean mayoritariamente las uniones soldadas por resistencia aunque también se emplean otros métodos:

• Soldadura láser que solo puede ejecutarse en fabrica y se emplea generalmente para unir el techo a los montantes.

• Piezas pegadas, cuyo objetivo consiste en que el acero que conforma cada pieza soporte niveles da carga equivalentes. Los adhesivos estructurales mas utilizados son de naturaleza epoxi debido a su excelente resistencia y buenas propiedades mecánicas y de aplicación.

• Soldadura de latón, reduce los huecos de las chapas para aumentar la rigidez de la carrocería. Se realiza bajo atmósfera de gas protector.

1.7. Materiales empleados en la fabricación de carrocerías.

Las tendencias de los fabricantes de vehículos están dirigidas a conseguir una sustancial reducción de peso y un aumento de la seguridad pasiva. La incorporación de materiales nuevos como aleaciones, tratamientos térmicos, superficiales, etc. han posibilitado la consecución de materiales más resistentes y ligeros en la construcción tanto de órganos mecánicos como de las piezas de la carrocería. El empleo de materiales plásticos como la fibra de vidrio o de carbono se limita a piezas que no tienen una elevada responsabilidad estructural.

1.7.1. Grupos materiales.

Los grupos materiales más empleados en la fabricación de la carrocería son los elementos metálicos y materiales sintéticos. A su vez podemos distinguir los metales férreos y los no férreos, y entre los sintéticos termoplásticos y termoestables.

Para mejorar las propiedades de ciertos metales puros se fabrican aleaciones que son mezclas de dos o más metales.

Los metales férreos contienen como elemento principal el hierro y carbono en proporciones variables. Según este porcentaje se distinguen: hierro, acero y fundiciones.

Los metales no férreos no llevan hierro en su composición. Los principales son: aluminio, magnesio, cobre, plomo, estaño, cinc, níquel, titanio, etc.

Las principales aleaciones no férreas son:

• Aluminio (ligeras)

• Magnesio (ultra-ligeras)

• níquel (superaleaciones)

• Aleaciones de metales pesados (cobre, plomo, cinc, etc.)

1.7.2. Aceros empleados en la fabricación de carrocerías del automóvil.

Actualmente los espesores más habituales de material casi alcanzan 0,5mm pero sin llegar a ello. El espesor máximo puede alcanzar los 2mm pudiendo algunas piezas sobrepasar ligeramente este espesor.

Los espesores menores se utilizan en los elementos que no tienen demasiada importancia estructural y que se utilizan en la parte exterior del vehículo.

En una clasificación de tipo general de las chapas de acero se distinguen dos tipos: las comerciales y las finas.

Las primeras son de una calidad de acabado no definida, por el contrario la chapa fina posee características de aptitud para la embutición, soldadura y acabado.

Esta primera división de tipos de aceros podría aplicarse a aceros laminados en frió, cuyas calidades comerciales tienen un tratamiento sencillo para emplear doblador y embuticiones poco exigentes.

La división que se pude hacer atendiendo a los grandes grupos de tipos de producto son:

• Laminados en caliente.

• Laminados en frió.

• Recubiertos después de la laminación en frió.

El sector siderúrgico desarrolla nuevos tipos de recubrimientos:

• Galvanizado por inmersión:

• Galvanizado comercial.

• Galvanizado sin estrella.

• Galvanizado aleado.

• Electrocincado:

• Electrocincado puro (Zn)

• Electrocincado Zn-Ni

• Dumed (Zn-Ni (+Cr+Organico))

Las chapas, una vez aplicado el tratamiento, se pueden clasificar:

• Mono-cincadas. Cuando dispone galvanizado por una cara; normalmente, la que quedara por el lado exterior de la carrocería.

• Bicincadas. Cuando llevan el galvanizado por las dos caras.

El empleo de las primeras es poco significativo puesto que se tiende siempre a recubrimientos por las dos caras del material, ya que el incremento de precio para el fabricante de automóviles no supone una gran diferencia.

Independientemente de su recubrimiento si se pretende realizar una división de los grandes tipos de aceros aplicables en el mundo del automóvil se dividir en:

• Aceros de conformación en frió convencionales.

• Aceros de Alto Limite Elástico (ALE)

• Aceros laminados en caliente y decapados.

Clasificación de los aceros de alto limite elástico.

Los aceros ALE determinan una resistencia mayor a la rotura y su zona plástica es mas pequeña, presenta menor deformación antes de romperse.

Existen varios tipos de aceros ALE entre los que cabe destacar:

• Aceros Microaleados (de alta resistencia y baja aleación). Dentro de este grupo podemos encontrar los aceros isotópicos con la adición de titanio entre un 0,01% y 0,04%. Destaca su reducida anisotropía.

• Aceros Refosforados. Son aceros de alta resistencia, obtenidos a partir de adiciones de fósforo que al disolverse aumentan considerablemente el limite elástico y resistencia a la rotura, a costa de disminuir su plasticidad y tenacidad.

• Aceros Fase Dual. Sus características mecánicas son, tensión de rotura de 60 a 80 Kg/mm2 y alargamiento mínimo 22%.

• Aceros Bake Hardenable. Alcanza altos limites elásticos después del conformado y del proceso de secado de la pintura. Su utilización es creciente.

• Aceros IF (Intersticial Free). Se combinan bajos contenidos de carbono con distintas combinaciones de microaleciones como titanio, niobio, fósforo.

• Aceros TRIP (Transformación Induced Plasticity). Combina una resistencia mecánica de 600 Mpa con una deformabilidad comparable a un acero de embutición de 400 Mpa. Son aceros caros y poco implantados en la industria del automóvil.

Elementos fabricados con aceros ALE.

Los elementos fabricados con aceros ALE más habituales con aceros ALE son:

• Soportes de largueros.

• Refuerzos de largueros.

• Chapa portafaros.

• Refuerzo del piso.

• Refuerzo posterior del anclaje del cinturón.

• Refuerzo posterior del chasis.

• Refuerzo lateral del chasis.

• Tirante de sujeción de la puerta delantera.

• Chapa de sujeción de las bisagras.

• Traviesa trasera.

• Refuerzo de la puerta trasera.

• Traviesa trasera.

• Tirante de sujeción de la puerta trasera.

• Refuerzo de la puerta delantera.

• Refuerzos de bisagras.

Tecnología USLAB.

Uno de los proyectos más importantes se ha llevado a cabo con este tipo de acero (Ultralight Steel Auto Body), las claves del éxito de este proyecto se centran en todos los ámbitos del desarrollo de un nuevo vehículo con la mejor utilización de los materiales, sobre todo aceros ALE sumado a la ayuda de las tecnologías de soldadura láser, realización de Tailored Blanks, hidroconformado de tubos, hidroestampado, etc.

El resultado es una carrocería más económica y un 25% más ligera de lo que hoy DIA es un modelo promedio y presenta una rigidez 80% mayor, prestando una mejor respuesta debido a la superior integridad estructural.

1.7.3. Metales no férreos y aleaciones ligeras.

Aluminio.

Las propiedades más importantes del aluminio frente al acero son su ligereza y su resistencia a la corrosión. Sin embargo sus propiedades mecánicas no son tan elevadas. A su vez la resistencia a la rotura por tracción es menor y su limite elástico también. Todo ello supone que para obtener un comportamiento mecánico similar al del acero el espesor del material debe ser superior, aun así se consigue una disminución considerable de peso, dada la ligereza del material. No obstante las propiedades del aluminio puro pueden mejorarse si es aleado con pequeñas cantidades de otros elementos, como es la bauxita (materia prima para el aluminio).

A pesar de poseer una gran afinidad con el oxigeno es inalterable en el aire, pues se recubre con una delgada capa de oxido (alumina) que protege al resto de la masa del ataque de la oxidación, debe evitarse el contacto con metales más noble les como el hierro debido a la formación de pares galvánicos que destruyen esta capa protectora.

Ventajas del aluminio.

• Tiene solo 1/3 del peso especifico del acero por lo que se produce un ahorro energético y aumento de la seguridad activa.

• Junto con el oxigeno del aire se forma una capa de oxido fina que se renueva continuamente protegiendo el resto del material de la corrosión.

• Las aleaciones del aluminio se pueden reciclar fácilmente.

• El material no es toxico.

• Valores de rigidez favorables.

• Buena resistencia química a la intemperie y al agua de mar.

• Buena conformidad.

• Es muy adecuado para trabajos de unión soldada.

Conformado de piezas en chapa de aluminio.

La conformidad se realiza en dos fases. Primero es preciso laminar el material bruto para producir las chapas. Después se da a las chapas la forma prevista a base de corte y estampado. El termofraguado, siguiente paso en el proceso, provoca que los diversos ligantes se combinen con el aluminio dando una tensión previa a la estructura atómica y produciendo una mayor solidez.

Los principales inconvenientes que presenta son:

• En las opresiones generales realizadas con el martillo produce fácilmente estiramientos indeseados del material.

• En operaciones de soldadura es preciso disponer de equipos específicos ya que el aluminio presenta una gran conductividad térmica que impide localizar durante el tiempo adecuado un punto de calor para producir la fusión del material.

• En las operaciones de estiraje, la aplicación de esfuerzos para reducir las deformaciones ha de efectuarse bajo un control minucioso.

Su utilización en el automóvil se centra principalmente en la fabricación de componentes del grupo moto-propulsor. En cuanto a carrocería se refiere se limita a ciertos paneles exteriores aunque en la actualidad hay fabricantes que la realizan completamente en aluminio.

Los metales de adición más empleados son: cobre, zinc, manganeso, níquel, titanio, cromo y cobalto.

Magnesio.

Es un metal de color blanco que se caracteriza por su ligereza. Resulta muy fácil de moldear lo que lo hace apto para el diseño de piezas complejas. Su desventaja principal es el alto coste de producción.

Formas de las piezas de magnesio.

El magnesio se combina igual que el aluminio con ligantes, después de ello la aleación fundida de magnesio se inyecta a altas presiones y velocidades en una matriz de moldeo.

Titanio.

Posee una resistencia similar a los mejores aceros con una densidad aproximadamente de la mitad, lo que supone una gran disminución de peso.

Su extracción y procesamiento es mas caro que el acero y su tratamiento mucho mas costoso ya que su elevada dureza hace muy difícil su mecanizado. Su principal inconveniente es el elevado coste de producción,

1.7.4. Materiales plásticos.

Su aplicación en la carrocería esta muy extendida: paragolpes, portones, capos, elementos de ornamentación como estriberas, spoilers y alerones, etc.

El polipropileno (PP) es el plástico mas utilizado por sus excelentes cualidades y su fácil reciclado.

Las principales razones que han llevado a los fabricantes a incorporar plásticos de forma masiva, son:

• La reducción de peso.

• Menor coste de fabricación.

• Mayor resistencia a la fricción (cojinetes y casquillos).

• Absorción de impactos sin deformarse.

• Resistencia a productos químicos y corrosión.

• Posibilidad de ser pintados.

• Combinar con otros materiales para mejorar la estética del automóvil.

• Posibilidad de conformación (mejor aspecto óptico y reducción de peso).

Materiales plásticos empleados en fabricación de elementos del automóvil.

Por su estructura interna los plásticos puedes clasificarse de la siguiente forma:

• Termoplásticos.

• Termoestables.

• Elastómeros.

Termoplásticos.

Están formados por macromoléculas lineales o ramificadas, no entrelazadas, en general sin duros en frío y fluyen al calentarse.

El proceso de calentamiento para darles forma puede repetirse prácticamente de forma ilimitada.

Son termoplásticos el polipropileno (PP), polietileno (PE), cloruro de vinilo (PVC), poliesterol (PS), etc.

Termoplásticos mas utilizados en el automóvil.

ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno)

Propiedades:

Tiene buenas propiedades en cuanto a rigidez, estabilidad, tenacidad, resistencia a los productos químicos y buena calidad de las superficies.

Usos:

Calandras, rejillas, estructuras de salpicaderos, tapacubos, spoilers y cantoneras, carenados de moto, etc.

ALPHA (ABS-policarbonato)

Propiedades:

Buenas propiedades mecánicas y térmicas; es rígido, resistente al impacto y con buena estabilidad dimensional.

Usos:

Spoilers y cantoneras, canalizaciones, rejillas, etc.

PA (poliamida)

Propiedades:

Nylon, se fabrica en varias densidades. Es tenaz, resistente al desgaste y a los disolventes usuales.

Usos:

Rejillas, revestimientos interiores, radiadores, etc.

PC (Policarbonato)

Propiedades:

Son materiales rígidos y duros con buena resistencia al impacto; dimensionalmente estables, resistentes a la intemperie y al calor. Es combustible pero autoextinguible.

Usos:

Paragolpes revestimientos, pasos de rueda, carenados de moto, etc.

PE (polipropileno)

Propiedades:

Resistente a los productos químicos y elevadas temperaturas tiene una gran resistencia a la tracción y al impacto. Es de los mejores aislantes eléctricos.

Según el procedimiento de polimerización se distinguen dos tipos:

Polietileno de baja densidad (PE bd.). Es altamente resistente a los agentes químicos, tiene buena estabilidad térmica y no es toxico. Se adapta de modo especial a la extrusión e inyección.

Polietileno de alta densidad (PE ad.). Es más rígido y posee una excelente resistencia a las altas temperaturas.

Usos:

Baterías, paragolpes, revestimientos interiores, etc.

PP (polipropileno)

Propiedades:

Idénticas a las del PE, además se comporta mejor en altas temperaturas pero peor a bajas temperaturas. Muy buen aislante y muy resistente a la abrasión y tracción. Fácilmente coloreable.

Usos:

Similares al polietileno. Es el plástico mas utilizado en el automóvil.

PP-EPDM (Etileno-polipropileno-dieno monómero)

Propiedades:

Es elástico y absorbe con facilidad los impactos, resistente a la temperatura y de buenas propiedades eléctricas. Resistente a ácidos y disolventes.

Usos:

Paragolpes, revestimientos interiores y exteriores, spoilers, cantoneras, etc.

PVC (cloruro de polivinilo)

Propiedades:

Resistente al tiempo y a la humedad, pero no a la temperatura por lo que hay que añadirle diversos estabilizantes; dimensionalmente estable coloreable, y resistente a la mayoría de los ácidos. Cuando se descompone el humo de cloruro de hidrógeno es cancerigeno.

Usos:

Pisos de autocares, cables eléctricos, etc.

XENOY (PPC-PBTP) (Policarbonato, poliéster termoplástico)

Propiedades:

De estructura rígida, son elásticos y tienen una gran resistencia al impacto.

Usos:

Paragolpes, rejillas, revestimientos de pases de rueda, etc.

Termoestables o endurecibles.

Sus macromoléculas forman una red de malla cerrada, por lo que son rígidas, insolubles e infusibles. No sufren ninguna variación en su estructura al ser calentados, siempre que no se llegue a la temperatura de descomposición.

Entre los termoestables o termoendurecibles se encuentran: resinas fenólicas, resinas alquídicas, resinas de poliéster no saturadas, resinas epoxídicas, etc.

Termoestables mas utilizados en el automóvil.

Los termoestables son plásticos de elevada rigidez, gran resistencia a la deformación y un peso reducido, que les hace apropiados para paneles exteriores.

GU-P (resinas de poliéster reforzadas con fibra de vidrio)

Propiedades:

Son rígidos, ligeros y de buenas propiedades mecánicas.

Usos:

Se utilizan en portones capos, isotermos, carenados de moto y en general en las zonas exteriores de la carrocería.

GFK (plásticos reforzados con fibra de vidrio)

Propiedades:

Estructura formada por una resina termoendurecible y fibras de vidrio. Resistente a la corrosión y a la intemperie y de baja conductividad térmica. No son soldables pero se pueden reparar.

Usos:

Paragolpes, canalizaciones, salpicaderos, etc.´

EP (epoxi-do) resina epoxi

Propiedades:

Son duros, resistentes a la corrosión y a los agentes químicos , no originan encogimiento. Pueden ser muy irritantes para la piel.

Usos:

Se utiliza como adhesivo a los metales y a la mayoría de las resinas sintéticas.

1.8. Nuevas técnicas de fabricación.

Entre las técnicas de fabricación destacan la utilización de tailored blank, la hidroconformación y el empleo de paneles tipo “sándwich”.

• Tailored blank. Son componentes de una sola pieza con un diseño complejo que combina varios espesores, recubrimientos y distinto grado de resistencia. Los diferentes aceros se sueldan (generalmente por láser) para obtener un único desarrollo a partir del cual se conforma la pieza. Los componentes así fabricados tienen la capacidad de optimizar la función estructural asegurando un proceso de absorción más progresivo y efectivo.

• Hidroconformación. Se fabrican formas complejas en componentes tubulares de zonas en las que la carrocería forma una sección cerrada (como largueros, montantes, travesías, etc.). Se basa en la expansión de un tubo recto de chapa de acero en una matriz (molde) con la forma que se desea para el tubo. A continuación se introduce agua a alta presión consiguiéndose así la forma deseada en el tubo. Este procedimiento proporciona una gran estabilidad de dimensiones y un alto limite elástico de la pieza al realizarse en frió el proceso de trabajo. La hidroconformación consigue reducir el peso de dos formas distintas:

• Se aprovecha al máximo el tamaño de la sección de la pieza al eliminar la necesidad de disponer de pestañas de soldadura.

• El larguero hidroconformado del techo distribuye de una forma mucho más eficiente las cargas eliminando así las necesidades de material en otras zonas.

• Sándwich de acero. Consiste en un núcleo termoplástico (generalmente polipropileno) en un sándwich de dos recubrimientos de acero de bajo espesor consiguiendo una notable disminución de peso, hasta un 50%, sin comprometer las prestaciones.

2.CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS DE LA CARROCERIA.

Las carrocerías se diseñan tomando como base una estructura resistente suficientemente capaz de evitar las deformaciones producto de los siguientes esfuerzos estructurales:

• De tracción provocados por la marcha del vehículo, sobre todo en las aceleraciones y frenadas.

• De flexión provocados por el peso total soportado, en particular el que se aplica directamente sobre los ejes delantero y trasero.

• De torsión provocados por el desplazamiento vertical de los ejes cuando el firme es irregular.

2.1. El concepto de energía cinética.

Todos los objetos en movimiento adquieren una energía cinética como consecuencia directa de su masa y velocidad, según la siguiente expresión:

Ec = ½ mv2

Donde Ec es la energía cinética, m la masa, v la velocidad.

De ello se pueden realizarse algunas consideraciones:

• Un vehículo que se desplace a la misma velocidad que otro, pero que tenga el doble de peso, tendrá el doble de energía cinética.

• Un vehículo igual a otro, que se desplace al doble de velocidad, la Ec Serra cuatro veces mayor.

Sabiendo que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma, cuando un vehículo disminuye su velocidad o se detiene, esa energía cinética se transforma en otro tipo de energía, según el caso:

• Si la perdida de velocidad se produce por subir una pendiente, la Ec se transforma en energía potencial (Ep) que se almacena.

• Si se produce por la acción de los frenos, se transforma en forma de energía calorífica que se disipa al medio ambiente.

• En caso de choque, la Ec se transforma en energía de deformación de la carrocería.

De ello se deduce, que si la estructura del vehículo fuese altamente indeformable, en caso de colisión el impacto seria mucho más violento, los vehículos saldrían despedidos en direcciones y direcciones diferentes y, los ocupantes sufrirían fuertes aceleraciones que les ocasionarían importantes lesiones internas y externas.

2.2. Concepto estructural de la carrocería.

Las zonas delantera y trasera de los vehículos están diseñadas para amortiguar el golpe absorbiendo la energía al deformarse, entre estas dos zonas deformables se encuentra el habitáculo que debe ser lo más rígido posible para mantener el espacio vital de supervivencia que proteja a los ocupantes, además, en el interior de éste debe evitarse que el ocupante se encuentre con zonas duras. También es importante unos pedales que ayuden a disminuir las lesiones ocasionados por éstos, y una columna de dirección colapsable que evite dañar el tórax del conductor.

• Modulo delantero o frontal. Su misión es proteger la zona central, transformando la energía que se genera en la colisión en energía de deformación evitando su transmisión al interior del vehículo.

• Modulo central. Forma el habitáculo de pasajeros. Esta zona es la más rígida e indeformable para proteger a los pasajeros.

• Modulo trasero o posterior. Desempeña la misma función en casa de alcance o colisión trasera, que el módulo delantero.

2.2. Concepto estructural de la carrocería.

Como resumen de todo lo anteriormente expuesto, se deduce que en la configuración de una carrocería autoportante deben tenerse en cuenta una serie de criterios, además de los puramente estéticos, como:

• Rigidez. Una estructura demasiado blanda es peligrosa ya que supone que el habitáculo de los pasajeros no se mantendrá intacto, por el contrario una estructura muy rígida también lo es puesto que los ocupantes se ven sometidos a fuertes aceleraciones.

A nivel estructural, el chasis no debe retorcerse ni flexionarse sino en un grado mínimo por el efecto de las fuerzas que actúan sobre él. Asimismo deben minimizarse las deformaciones elásticas que sufren las puertas, capo y la tapa de maletero a fin de garantizar la hermeticidad durante la marcha, traduciéndose en ventajas como:

• Menos vibraciones.

• Menos ruidos.

• Mantener la posición y tolerancias de ensamblaje en puertas y capos.

• Mas facilidad de conducción.

• Mas resistencia a las roturas que se producen por la marcha por terrenos irregulares.

• Mayor sensación de solidez del vehículo.

• Vibraciones. Las vibraciones de la carrocería así como las producidas por algunos de los componentes pueden disminuir el grado de confort. Para eliminar o disminuir estos efectos se recurre a:

• Los componentes susceptibles de vibración de la carrocería deben tener una estructura y geometría adecuada.

• Empleando materiales insonorizantes en cuerpos huecos.

• Utilizando tacos de goma y silentblocks para filtrar las vibraciones procedentes del tren de rodaje y del grupo motopropulsor.

• Durabilidad. Para conseguir una estructura que mantenga inalterables sus características constructivas durante el mayor tiempo posible, se utilizan diferentes técnicas:

• Una construcción sólida y estable que preste especial atención a los puntos de apoyo del tren de rodaje, dirección y el conjunto de tracción.

• Utilización de materiales que no envejecen fácilmente.

• Una adecuada protección anticorrosiva.

• Facilidad de reparación. Los elementos exteriores de la carrocería deben poderse reparar o sustituir sin ocasionar ninguna merma en la rigidez estructural del vehículo y dichos componentes deben tener una buena accesibilidad interior y a la zona o a los elementos de unión.

• Aerodinámica. Es un factor fundamental que condiciona en gran medida el proyecto de un vehículo. La correcta circulación del aire resulta decisiva a la hora de:

• Obtener una adecuada economía de consumo.

• Conseguir un buen comportamiento dinámico limitando el empuje ascensional a altas velocidades.

• Conseguir una adecuada evacuación del agua que salpica evitando que se ensucien las ventanillas o los retrovisores, faros etc.

• Comportamiento en caso de choque. En caso de colisión, la estructura debe deformarse de un modo programado o predefinido, transformando la máxima energía cinética posible en trabajo de deformación. Asimismo, incorporan el panel de fuego, separando el motor del habitáculo, y el panel trasero, tras los asientos posteriores. Las protecciones laterales evitan que la estructura del coche produzca daños en una colisión lateral. Se incorporan tres refuerzos: los travesaños del piso del habitáculo, los pilares y las puertas reforzadas mediante barras longitudinales o cruzadas en forma de aspa.

2.4. Tipos de vehículos según su construcción.

La carrocería se puede considerar como el elemento o conjunto de elementos que representan el perfil de la estructura exterior de un automóvil.

Algunas de sus características, como la resistencia y el peso dependen, casi exclusivamente, de las distintas configuraciones que la carrocería puede adoptar, existen tres tipos de sistemas fundamentales de construcción:

• Carrocería y chasis separados.

• Carrocería con plataforma-chasis.

• Carrocería autoportante.

2.4.1. carrocería y chasis separados.

Este es el sistema más antiguo de los utilizados en el automóvil y en la actualidad sólo se aplica en la construcción de vehículos industriales, vehículos todoterreno. Está constituidas por la unión de dos estructuras distintas:

• El bastidor.

• La carrocería.

El bastidor es una estructura constituida por un armazón de vigas o largueros de acero a lo largo del vehículo, unidas mediante travesaños soldados, atornillados o remachados, dispuestos transversal o diagonalmente. El elemento posee una elevada resistencia y rigidez sobre el que montan los órganos mecánicos y la carrocería. Cuando el bastidor ha recibido todos los órganos del motor recibe generalmente el nombre de chasis.

La carrocería constituye la envoltura externa del vehículo y carece de funciones de resistencia. Para su montaje, se atornilla al bastidor a través de unas juntas de caucho.

El sistema de carrocería y chasis separados permite conseguir:

• Gran robustez y resistencia para transportar cargas elevadas.

• Elevada rigidez para soportar grandes esfuerzos elásticos y dinámicos.

En el automóvil este sistema se ha desechado debido a entre otras razones:

• Aumento considerable del peso del vehículo.

• Menor control de las zonas de deformación.

• Centro de gravedad mas alto, que hace disminuir la estabilidad y aumenta el coeficiente aerodinámico.

• Mayor coste de fabricación.

Chasis-cabina. La configuración de este vehículo esta formada por un robusto chasis que sustenta todos los órganos mecánicos y a la cabina avanzada. La estructura de la cabina está concebida de forma que las fuerzas resultantes de una colisión se distribuyan en un área considerable y no se concentren en la zona de impacto.

Los apoyos de la cabina son también convenientemente reforzados. Estos refuerzos consisten en un aumento del grosor del material o en una configuración tal que las cargas soportadas por los apoyos sean distribuidas en una zona mayor de la cabina. Adicionalmente, dado que la cabina es avanzada es también abatible, la parte frontal debe ser extremadamente rígida para soportar la fijación.

Cabeza tractora. Al igual que el anterior, esta estructura corresponde a un vehículo construido con un robusto chasis que sustenta todos los órganos mecánicos y a la cabina. La principal diferencia estriba en que el chasis no es un elemento de carga, sino que dispone de un mecanismo para el arrastre de plataformas rodantes: caja cerrada o abierta, cisternas, portacoches, etc.

Tipos de bastidor. Los bastidores suelen diseñarse con diferentes formas y geometría, en función de las diversas solicitaciones como resistencia, distribución de la carga, flexiones, torsiones elevadas y frecuentes, etc.

• En escalera (en H). Consiste en dos largueros laterales de chapa laminada o embutida y soldada mediante una serie de travesaños. Su uso en la actualidad se centra en camiones y algunos furgones ligeros debido a su gran rigidez.

• De columna (en X). Este bastidor se estrecha por el centro proporcionando al vehículo una estructura rígida. El travesaño delantero es muy robusto para servir de fijación para los anclajes de las suspensiones delanteras. Una variedad del mismo es el bastidor de tubo central, que cuenta con una viga longitudinal en la sección central, con perfil cuadrado o redondo y que tiene en sus elementos sendos entramados para alojar los elementos mecánicos del vehículo.

• Perimétrico. Los largueros de este bastidor soportan la carrocería en la parte mas ancha, ofreciendo una mayor protección en caso de impacto lateral. Los travesaños traseros están diseñados convenientemente para absorber la energía de un impacto trasero. En caso de impacto lateral, como el larguero longitudinal se encuentra muy cerca del cerramiento del piso, se evitan en parte los aplastamientos.

• Tubular. Este tipo de bastidor evoluciona el concepto de pesados chasis hacia estructuras esbeltas tipo “celosía” sobre las que atornillar las chapas exteriores de la carrocería. Este tipo de diseño se emplea en vehículos de competición en los que la carrocería exterior tiene una misión meramente estética y aerodinámica, y donde es necesario disponer de buena accesibilidad macanita.

2.4.2. carrocería con plataforma chasis.

Puede compararse con la de chasis con carrocería separada. La plataforma portante está constituida por un chasis aligerado formado por la unión de varias chapas que forman una base fuerte y sirve a la vez de soporte de las partes mecánicas y posteriormente de a carrocería. Esta ultima puede unirse a la plataforma siguiendo dos técnicas:

• Atornillado.

• Mediante soldadura por puntos o remaches.

Esta técnica de fabricación permite disponer de una amplia gama de carrocerías diferentes, para montar sobre la misma plataforma base. Se utiliza sobre todo en el caso de furgonetas, furgones y vehículos todoterreno.

2.4.3. carrocería autoportante.

Es la más utilizada por los fabricantes de automóviles. Su estructura metálica envolvente esta constituida por la unios de elementos de chapa de diferentes formas y espesores proporcionando al vehículo:

• Resistencia adecuada a las solicitaciones dinámicas de flexión y torsión habituales durante su uso.

• La resistencia adecuada a las cargas estáticas.

• La base de anclaje idónea para soportar, directamente o con superposición de elementos elásticos, los diferentes órganos mecánicos y eléctricos.

• La forma externa característica.

La estructura autoportante se proyecta de manera que ofrezca una resistencia diferenciada que absorba y disipe la máxima cantidad posible de la energía generada por el choque y al mismo tiempo mantenga una célula indeformable en torno al habitáculo de pasajeros.

Las ventajes de este tipo de carrocería son:

• Dotan al vehículo de una gran ligereza estabilidad y rigidez.

• Facilitan la fabricación en serie, lo que repercute en una mayor perfección de su fabricación.

• Tienen el centro de gravedad mas bajo, por lo que mejoran la estabilidad de marcha del vehículo.

• Son más económicas debido al alto grado de automatización que permite su fabricación.

Clasificación de las carrocerías autoportantes.

Básicamente existen dos tipos de carrocería autoportantes:

• Carrocería autoportante con elementos desmontables. Permite que aquellas piezas que suelen sufrir golpes con mas frecuencia, sean fácilmente desmontables.

• Carrocería autoportante unida por soladura. El número de las piezas desmontables está reducido al máximo para conseguir una configuración lo mas compacta posible. El principal inconveniente de este tipo de carrocerías, reside en su reparación, que es mas costosa y laboriosa.

Los subchasis

Son pequeños chasis complementos e independientes de la carrocería a la que se acoplan por medio de elementos elásticos o silentblocks fijados mediante tornillos. Estos subchasis soportan los distintos órganos mecánicos aumentando así la rigidez dinámica del conjunto disminuyendo además los ruidos.

2.5. Aerodinámica.

Cualquier cuerpo que se mueve ha de hacerlo de alguna forma en contra de la resistencia del aire. Su movimiento ha de desplazar el aire de su posición y éste se desplaza preferentemente hacia el espacio que ha quedado libre.

además de condicionar las prestaciones y el consumo, el aire causa otros problemas como:

• Puede desestabilizar el vehículo en caso de viento cruzado.

• Es una fuente de ruido (interior y exterior)

• Condiciona la habitabilidad.

• Limita la eficacia de los limpiaparabrisas.

• Provoca el ensuciamiento de la carrocería.

Para conseguir la forma aerodinámica óptima lo ideal seria que se asemejase a una gota de agua ya que ésta en su caída se moldea para ofrecer la mínima resistencia posible. En contra esta forma tendría una escasa habitabilidad interior por lo que en la búsqueda del diseño ideal se conjuga la forma y la habitabilidad. Por otra parte no solo es importante la forma sino también las proporciones del vehículo para conseguir una resistencia mínima. Se pretende conseguir una forma estilizada que limite las turbulencias que se forman en la parte posterior.

2.5.1. Flujos de aire.

En el contacto entre el vehículo y el aire puede apreciarse dos flujos de aire diferentes:

• Flujo interior. Agrupa el aire de ventilación del habitáculo y el utilizado en la admisión y refrigeración y refrigeración del motor. Supone aproximadamente el 20% del total de la resistencia aerodinámica y condiciona tanto el confort climático de los pasajeros como el rendimiento térmico del motor. La aerodinámica interior de una carrocería debe ser capaz de:

• Mantener la temperatura interior constante independientemente de la temperatura exterior y de la velocidad del vehículo.

• Renovar el aire de forma que el ambiente no se empobrezca (sin producir corrientes importantes de aire).

• No variar la humedad interior.

• Permitir varios niveles de temperatura para compensar la temperatura exterior y la radiación solar.

• Flujo exterior. Comprende el aire que circula sobre la carrocería como el que discurre entre la misma entre la misma y el suelo. El flujo aerodinámico también afecta al confort de los pasajeros a través de la sonoridad.

Los factores que determinan la resistencia aerodinámica total al avance del vehículo son: tamaño y forma de la carrocería, velocidad relativa del vehículo respecto del aire, y densidad de aire.

Otro factor importante o constituye el tipo de superficie de la carrocería, que determina el rozamiento con la capa de aire que esta en contacto con ella, el aire puede fluir de dos formas:

• Uniformemente. Cada partícula de aire se desplaza en la misma dirección y velocidad que las que le rodean, cuanto mayor sea el flujo menor será la resistencia aerodinámica.

• Con turbulencias. Después de la capa laminar el flujo de aire se transforma en turbulento debido que hay partículas de aire que pierden velocidad con respecto a las demás, e incluso cambian de dirección.

2.5.2. Coeficientes aerodinámicos.

El comportamiento dinámico de una carrocería se ve influenciado principalmente por la resistencia y las fuerzas aerodinámicas que se originan en el desplazamiento del vehículo. Se han definido una serie de parámetros como los coeficientes aerodinámicos, que analizan las cualidades y comportamientos de cada vehículo utilizando unos valores de referencia predeterminados. Estos coeficientes son:

• Cx (coeficiente de penetración aerodinámica en el eje longitudinal). Un cuerpo que se desplaza ha de invertir una cierta cantidad de potencia en atravesar la masa de aire que lo rodea. En la obtención de un buen valor Cx intervienen diversos factores como la forma de los bajos, características de la circulación del aire entresuelo y carrocería, turbulencias posteriores, etc. Es muy importante que el flujo de aire que roza el contorno del vehículo sea homogéneo y con poco grado de rozamiento. El ruido producido por el vehículo al circular, las prestaciones y el consumo de combustible dependen directamente de la resistencia aerodinámica. Actualmente cuentan como buenos valores los que se encuentran en torno a 0,30.

• CxA. Para expresar la resistencia aerodinámica total del vehículo no es suficiente con conocer Cx ya que solo hace referencia a la forma del cuerpo y no el tamaño del cuerpo. La potencia que ha de emplear el vehículo para superar la resistencia al aire además de depender del coeficiente de penetración aerodinámica, está directamente relacionada con la superficie de ataque del vehículo (A) medida en m2, de tal manera que sólo mediante el producto Cx × A podemos tener una referencia clara de la resistencia al aire que ofrece un vehículo. La superficie de ataque A puede definirse como la superficie de proyección de la sombra del contorno que se origina cuando el vehículo es iluminado en sentido longitudinal por una luz paralela.

• Cy (coeficiente de resistencia aerodinámica transversal). Se hace referencia al coeficiente de deriva que mide el efecto del aire aplicado de forma lateral al vehículo, afectando de esta forma a su estabilidad.

• Cz (coeficiente de elevación). Este valor hace referencia a las fuerzas aerodinámicas que inciden verticalmente sobre la carrocería. Mide el apoyo de las cuatro ruedas con el suelo y su posible “aligeración” por efecto del viento o por traslado de masas suspendidas. Si la fuerza actúa arriba se habla de empuje ascensional y en sentido contrario se trata de asentamiento.

2.5.3. Condiciones de diseño.

La superficie ideal de la carrocería será aquella que sea capaz de conservar un flujo de aire en toda su superficie, evitando la aparición de turbulencias. Las primeras condiciones para conseguir un buen valor de Cx ya se fijan a la hora de dar forma a la parte delantera, porque es allí donde se decide el reparto de la corriente del aire en lo que se denomina el punto dinámico. Si dando una forma determinada a la parte delantera se consigue que no pase mucho aire por los flancos del vehículo se mejora con la estabilidad lateral del viento. Los elementos o zonas del vehículo a los que se dedica una mayor atención en la fase de diseño son:

• Parte delantera. Se debe evitar en esta zona las formas angulosas para que la corriente de aire pueda rozar el coche sin provocar turbulencias.

• La inclinación del parabrisas. Un ángulo de inclinación elevado, a riesgo de provocar un cierto efecto invernadero, consigue una mejora notable en el Cx.

• La inclinación de la luneta trasera. Este factor es aun mas importante que el anterior ya que si se interrumpe el flujo en el borde trasero superior de un modelo berlina no sólo se conseguirá un mayor ensuciamiento de la luneta, sino también peores valores de resistencia al aire y de empuje ascensional.

• Parte trasera. La existencia en esta de un borde de interrupción consigue un efecto positivo sobre las propiedades aerodinámicas del vehículo, se suaviza el cambio de presión a lo largo de la luneta trasera y se obtienen mejores coeficientes de penetración y asentamiento.

• La inclinación y los radios de paso de los montantes delantero y trasero. La forma y disposición de estos elementos tienen un claro efecto sobre la resistencia al aire y sobre la sensibilidad al viento lateral.

• Línea genérica de la carrocería. Las carrocerías más innovadoras se caracterizan por una forma básica redondeada lateralmente, que dispone de entrantes en la parte delantera y trasera. Con ello se intenta conseguir la optimización de la línea aerodinámica sin penalizar el aprovechamiento del espacio interior.

• Otros elementos como los limpiaparabrisas o los espejos retrovisores exteriores deben de diseñarse e integrarse en el conjunto de la carrocería para obstaculizar lo menos posible el flujo de aire.

2.5.4. Aerodinámica activa.

El centro de presión aerodinámica de un vehículo es el punto donde se manifiesta toda la fuerza que ejerce el viento sobre la carrocería en función del avance del mismo y la dirección y velocidad del aire. Una de las variables más importantes es la relación entre el centro de presión y el centro de gravedad. Lo ideal seria que ambos coincidieran pero dado lo raro de esto se procura que el centro de presión se encuentre detrás del centro de gravedad para que la influencia del viento sobre las ruedas delanteras sea menor. Teniendo en cuenta que este centro de presión cambia de sitio según el ángulo de incidencia del aire y cuando el vehículo altera sus condiciones dinámicas algunos vehículos incorporan elementos como spoilers o alerones de geometría variable en función de la velocidad

2.5.5. Aditamentos aerodinámicos.

Una carrocería moderna debe ofrecer escasa resistencia al aire, sin provocar fuerzas ascensionales sobre os ejes que repercuten en la estabilidad en marcha rectilínea y en la sensibilidad frente al viento lateral.

Los experimentos realizados en túneles de viento demuestran que por medio de unos faldones o deflectores adicionales colocados delante y detrás del vehículo, combinados con unos revestimientos laterales, aletas traseras y alerones traseros, se puede reducir la resistencia al aire y el empuje ascensional en los ejes delantero y trasero a altas velocidades.

• Deflectores o spoilers. En función de su ubicación se distinguen las siguientes variedades:

• Deflectores traseros. Suelen situarse sobre el borde del maletero, del techo, o de la parte superior de la luna trasera para canalizar el aire y así reducir el Cx. Su efecto consiste en impedir que el flujo de aire circule con libertad sobre la carrocería creando un sistema de sustentación de positiva que levante la parte trasera del vehículo mejorando la adherencia en conjunto.

• Deflectores de bajos. Situados junto a las ruedas delanteras reducen las turbulencias de aire producidas por las ruedas. En ciertas ocasiones su efecto se complementa con unos deflectores montados sobre la parte inferior del paragolpes delantero. Limitan la entrada de aire debajo del vehículo mejorando el coeficiente de penetración.

• Faldones delanteros o cantoneras. Su misión es la de canalizar las corrientes de aire para evitar que incidan directamente sobre las ruedas traseras, reduciendo las turbulencias y la resistencia al paso de aire. Trabajan en conjunción con el faldón delantero sellando los bajos del vehículo.

• Faldón delantero. Reduce la cantidad de aire que circula por debajo del vehículo. Se consigue mejorar ligeramente la aerodinámica del vehículo y crear una zona de baja presión bajo el mismo que incrementa la adherencia.

• Alerones traseros. Se sitúan en un plano superior al de la carrocería dejando espacio libre entre ambos elementos. Encauza la salida del aire de tal forma que la corriente de aire no origine turbulencias que puedan frenar el avance del vehículo. Genera una zona de baja presión que empuja la zona trasera hacia abajo aumentando su adherencia.

Asimismo los sistemas de suspensión activa más innovadores permiten una regulación automática de nivel de la carrocería que rebaja la altura de la misma en función de la velocidad disminuyendo de esta forma la resistencia aerodinámica a la penetración y las fuerzas ascensionales.

2.5.6. túneles de viento.

Para conseguir un adecuado diseño aerodinámico es necesario además de los estudios y cálculos preliminares, realizar una prueba practica de experimentación basada en un prototipo o modelo a escala del vehículo proyectado.

Esto ensayos se realizan en los túneles de viento. Son instalaciones donde se puede simular las diferentes condiciones de marcha del vehículo y comprobar mediante unos dinamómetros la reacción de la carrocería.

En un principio se diferencian dos tipos de instalaciones básicas:

• El sistema Eiffel, basado en el principio de un tubo abierto que succiona el aire y lo vuelve a emitir al exterior por el otro extremo.

• El sistema Göttinger, en el que el aire circula por un circuito cerrado. La masa de aire una vez puesta en funcionamiento, ya sólo ha de ser mantenida en circulación, por lo que se necesita menos energía que en el tipo anterior además de disponer de una mayor longitud útil, en cambio presenta una elevada sensibilidad al efecto de obturación.

Además de los tipos anteriores, existen también soluciones de compromiso como es colocar tramos de medición con paredes de relimitación con orificios longitudinales.

Los túneles de viento actuales están compuestos por una estructura cerrada con dos cámaras de ensayo de grandes dimensiones.

El aire es impulsado por grandes hélices con palas y en su recorrido se aumenta o disminuye la velocidad en función de las secciones por donde pasa. En un principio para estudiar el flujo de aire sobre el coche se pegaban hilos en la carrocería. También es habitual proyectar humo coloreado sobre la carrocería para observar como se desenvuelve el aire. Las técnicas más modernas emplean espuma y luz ultravioleta.

Para la determinación de coeficientes aerodinámicos en la zona de alta velocidad existe una báscula dinamométrica de precisión que permite evaluar las fuerzas aerodinámicas de hasta 24.000 Newton.

2.6. Crash-Tests

Para estudiar el comportamiento del vehículo en caso de colisión uno de los aspectos que tienen en cuenta los fabricantes de vehículos y que más ha contribuido a conseguir una mayor protección a los ocupantes es la realización de pruebas de choque conocidas como crash-test.

Desde hace algunos años la simulación mediante el ordenador se ha convertido en un medio esencial para el perfeccionamiento de la seguridad en los automóviles, aunque la simulación no puede sustituir a los experimentos prácticos.

Los ensayos de crash-test evalúan la eficiencia global de los sistemas de seguridad pasiva del vehículo. Del resultado de estas pruebas también se extraen conclusiones acerca del grado de reparabilidad de la carrocería en función de la magnitud y orientación del impacto.

2.6.1. Tipos de pruebas de choque.

Los fabricantes suelen realizar más de 40 tipos distintos de choques para cualificar cada uno de los modelos. Asimismo, después de entrar en producción se efectúan habitualmente muestreos de todos los vehículos para comprobar que se ajustan a las especificaciones de diseño.

Si bien existe una gran variedad de ensayos, las únicas pruebas homologadas por la reglamentación europea vigente consisten en analizar los aspectos biomecánicos y de estructura que se desprenden de sendos test de impacto frontal y lateral. Los objetivos que se persiguen son:

• En los choques frontales se busca optimizar los refuerzos de la estructura portante y conseguir unos medios de retención adecuados.

• En los choques laterales se intenta evitar la intrusión en el habitáculo.

• En el caso de los vuelcos, lo que se pretende es limitar las deformaciones del habitáculo por aplastamiento.

• En los choques traseros se estudia el comportamiento del reposacabezas y del deposito de combustible y sus canalizaciones.

2.6.2. Impacto frontal

Casi dos terceras partes de las colisiones son frontales y la mitad de ellas presentan una cobertura de entre el 30 y el 50% de la superficie frontal.

Se realiza una prueba que consiste en un choque desalineado a una velocidad de 56 km/h contra una estructura deformable con una configuración de panal y que afecta al 40% de la parte delantera del automóvil en el lado del conductor.

El desarrollo de la prueba se realiza con dos dummies colocados en los asientos delanteros con los correspondientes sistemas de retención. Los dummies están dotados de sensores para medir las fuerzas y aceleraciones a que se ven sometidas en un choque las diversas partes de su anatomía.

Los aspectos de seguridad que debe superar el vehículo en este tipo de choque son:

• Durante el ensayo no deberá abrirse ninguna puerta ni accionarse fortuitamente los sistemas de bloqueo de las puertas delanteras.

• Después de la colisión debe abrirse como mínimo una puerta delantera y otra trasera sin hacerse necesario ningún tipo de maquinaria para poder extraer los dummies.

• El desplazamiento del volante no será superior a 80mm hacia arriba ni a 100mm hacia atrás.

• Durante el choque no se desprenderá ninguna pieza o componente interior que pueda aumentar el riesgo de lesión al impactar sobre el maniquí.

• Sólo se admitirán pequeñas fugas de combustible del orden de 0,5 gr/s.

2.6.3. Impacto lateral.

La colisión lateral entraña un elevado riesgo de lesiones provocado por la limitada capacidad de absorción de las piezas de la estructura y del revestimiento y las grandes deformaciones que de ello resultan en el habitáculo. En estos casos sólo se puede contar con un reducido volumen deformable. La rigidez de las puertas así como la solidez de los largueros que las unen y del techo determinan la resistencia de la célula de pasajeros.

El diseño de los asientos ha demostrado revestir también una excepcional importancia, los asientos con sistema de cinturón integrado que disponen de una union muy firme al piso y refuerzos muy estudiados para aumentar la seguridad en dicha zona.

En las pruebas estáticas de colisión lateral el vehículo recibe un impacto perpendicular por el lado del conductor. El golpe se produce mediante una carretilla móvil deformable de 30 cm de altura y 950 Kg que se desplaza a 50 km/h.

En relación de prueba en si misma los requisitos que debe superar el vehículo son muy similares a los relacionados en el caso del test frontal.

Además de la prueba de impacto lateral descrita anteriormente, también suele realizarse una variedad estática de la misma consistente en un impacto lateral contra un poste. Con esta prueba además de verificarse la eficacia de los airbags laterales y el comportamiento del capó, el problema principal que se ha de solucionar es hacer que las puertas no cedan, sino que transmitan lo más rígidamente posible las solicitaciones a la estructura del vehículo.

Con el fin de analizar en profundidad el comportamiento de la carrocería, se realizan más pruebas de choque complementarias, entre las que destacan las siguientes.

2.6.4. Impacto trasero.

El vehículo recibe un impacto mediante una carretilla móvil deformable a una velocidad de 35-38 km/h. No debe producirse apenas deformación del habitáculo, las puertas deben abrirse, la tapa del maletero no debe introducirse en el habitáculo a través de la luneta trasera y la instalación de combustible debe permanecer estanco así como el reposacabezas debe evitar la hiperextension del cuello de los ocupantes.

2.6.5. Vuelco.

Los test de vuelco ponen a prueba la rigidez de la estructura del techo. Esta prueba suele realizarse en dos fases: la primera el vehículo se coloca sobre una carretilla inclinada que se lanza a 50 km/h, a continuación la carretilla se bloquea bruscamente y el vehículo sale despedido rodando hasta que se detiene.

En otras ocasiones el vehículo se somete a una caída libre desde 50 cm de altura sobre la esquina delantera izquierda. El habitáculo no debe sufrir deformaciones graves ni siquiera en este caso.

Es preciso que el techo y los montantes dispongan de una rigidez óptima . Se efectúa el test estático de aplastamiento que consiste en aplicar una serie de esfuerzos de compresión aplicados sobre los montantes para analizar su resistencia y grado de deformabilidad.

2.6.6. Prevención contra el riesgo de incendio.

Algunos fabricantes someten a los vehículos a una prueba de vuelco estático para identificar y eliminar posibles fugas de combustible tras las pruebas.

Además de los fabricantes de vehículos, existen otras entidades y asociaciones que también realizan test de choque, aunque suelen utilizar valores de referencia distintos, generalmente mas elevados. Entre ellas se encuentra la EURO NCAP (European News Cars Assessment Program), así como la International Testing.

Los test de la EURO NCAP suelen realizarse de forma anónima y se distinguen tres criterios de funcionamiento. El primero de ellos se refiere a una colisión frontal a 64 km/h sobre un obstáculo de 1 m de ancho y 540 mm de alto con un decalado del 40% a lo ancho del coche. El impacto lateral se realiza con una barrera móvil contra la puerta del conductos y contra la del pasajero. Esta barrera tiene un ariete de 510 mm de alto y 1 m de ancho que se desplaza a 64 km/h y golpea sobre un punto de una figura masculina de talla media aproximadamente a unos 10 cm sobre la cadera de un varón adulto sentado. Por ultimo se realizan los test de peatones mediante la utilización de maniquíes con forma adulta y con morfología de niños que son golpeados por los coches en una colisión a 40 km/h, analizando en cada caso las lesiones producidas fruto del perfil exterior del automóvil.

2.6.7. Los maniquíes (dummies).

Se utilizan unos maniquíes biofieles que simulan las reacciones del cuerpo humano en caso de accidente y se utilizan cada vez que un modelo se somete a pruebas de choque para mejorar su estructura y los sistemas de sujeción. Su trabajo consiste en proporcionar a los técnicos información para mejorar continuamente la estructura portante y la estructura de los sistemas de sujeción.

Los maniquíes van dotados de una serie de sensores que miden los datos durante la realización de los choques y los transmiten a los equipos de registro, además dispone de masas suspendidas cuyo comportamiento inercial en caso de colisión es muy similar a las vísceras del cuerpo humano.

En su interior se sitúan 3 acelerómetros dispuestos en los 3 ejes de libertad espaciales, que suministran individualmente datos de fuerza y aceleración. Por lo que respecta al cuello y tórax, el primero dispone de elementos para medir y detectar como se dobla, la fuerza y la tensión que realiza y si la cabeza es lanzada hacia atrás o adelante en el impacto. En cuanto al tórax está elaborado con costillas de acero que tienen incorporadas en su cavidad un equipo de grabación de datos para registrar todo lo que sucede durante un impacto frontal. El abdomen esta equipado con sensores para registrar la fuerza que causa las lesiones laterales. La pelvis tiene instrumentos ajustados que graban la fuerza lateral que puede ocasionar fracturas y dislocaciones de cadera.

A parte de los sensores electrónicos, los maniquíes también disponen de referencias visuales en la cara y distintas partes del cuerpo a base de cuadriculas adhesivas de impacto (targets) que sirven de referencia para determinar durante la filmación del choque cuál ha sido el desplazamiento de ese punto. En otros casos se recurre a zonas coloreadas con una pintura especial que permiten detectar si ha existido algún impacto en esa zona y la parte del vehículo sobre la que ha impactado.

El modelo determinado Thor representa la evolución de estos dispositivos consiguiendo un aumento de sofisticación sobre sus predecesores como la incorporación de más instrumentos, mejora de los movimientos de la cabeza y el cuello, etc. A veces los ensayos se completan utilizando pilotos humanos cargados igualmente de instrumentos de medición.

2.6.8. Las instalaciones.

Las pruebas de choque se realizan en instalaciones especiales dotadas de los siguientes medios:

• Cabina de medición; la secuencia habitual del desarrollo de una prueba de choque consta de las siguientes fases:

• Calibrar los maniquíes de prueba (dummies) y preparar su instrumentación.

• Colocar sobre el maniquí los targets o colorear en zonas determinadas en función del tipo de análisis.

• Instalar los elementos de medición y registro sobre el vehículo.

• Ubicar los maniquíes en los asientos correspondientes, controlando su posición para poder registrar de forma correcta los movimientos efectuados durante la prueba.

• Conectar el potente equipo de iluminación y colocar correctamente las cámaras rápidas del equipo de filmación en función del tipo de choque.

• Colocar el vehículo sobre la catapulta de lanzamiento o área de impacto.

• Fase de impacto.

Durante el impacto los maniquíes registran todos los daños que sufren en las diferentes partes del cuerpo, durante la prueba todo queda grabado en video y en una película fotográfica con extrema nitidez (1000 imágenes por segundo). Se examinan el estado final del vehículo, las mediciones de las aceleraciones, las lecturas de la información grabada y la observación de las películas a cámara lenta.

3. LA SEGURIDAD EN EL AUTOMOVIL

En términos generales, el concepto de seguridad aplicado al automóvil engloba a un elevado conjunto de sistemas, dispositivos y soluciones vanguardia, que para su estudio pueden agruparse en varias modalidades diferentes:

• Seguridad pasiva. Medidas de seguridad que minimizan los efectos de un impacto o colisión.

• Seguridad activa. Medidas de seguridad que evitan situaciones potencialmente peligrosas y contribuyen, por tanto, a evitar los accidentes.

• Seguridad preventiva. Las medidas de seguridad preventivas reducen las posibles condiciones de peligro.

• Seguridad de uso. Esta serie de medidas tienen por objeto reducir las posibilidades de robo del vehículo.

3.1. Seguridad pasiva.

Es el conjunto de características y dispositivos que interactúan para reducir o evitar las consecuencias de un choque sobre los ocupantes del vehículo, pueden realizarse las siguientes consideraciones:

• Los choques frontales representan el 64% sobre el total de las colisiones (completa y con cobertura del lado izquierdo).

• Los choques laterales representan el 20%.

• El choque posterior es prácticamente irrelevante y casi nunca pone en peligro la integridad de los ocupantes.

• El resto de los accidentes más significativos está formado por vuelco y por el incendio como consecuencia de un accidente.

Además la deformabilidad preestablecida de la carrocería en la parte delantera y trasera ha prestado una contribución fundamental a la seguridad dentro de la célula de pasajeros. La energía de choque debe encontrar vía libre sin perjudicar gravemente el habitáculo. Con ello se reducen también la aceleración y las fuerzas que actúan sobre los pasajeros. Colocando el tanque de combustible fuera de la zona de deformación se contribuye al programa de protección anti-incendios.

Los datos relativos a los riegos que corren las personas menos protegido en caso de accidente: los niños y usuarios de las vías de circulación como peatones y ciclistas son unos de los aspectos que más se cuidan en la fase de diseño y experimentación de un nuevo modelo. Las medidas de seguridad pueden ser:

• Elementos y dispositivos de seguridad como parabrisas laminado, la columna de dirección retráctil o colapsable, el material de fabricación del volante, la estructura de los pedales, etc.

• Configuración del habitáculo procurando que en caso de accidente si algún pasajero se ve desplazado de su asiento no se golpee contra aristas o dispositivos que puedan causarle algún daño. Los revestimientos no deben arder por contactos accidentales con llama y ante un recalentamiento fuerte que origine su combustión.

• Sistemas de retención como la resistencia, anclaje y forma de los asientos, los reposacabezas, los cinturones de seguridad (con pretensores) y los airbag.

• Concepción de la estructura. La carrocería se diseña con resistencia diferenciada con una célula de habitabilidad lo mas rígida posible y con la parte delantera y trasera deformables de forma programada para absorber gradualmente la engría de choque.

Para su estudio, el conjunto de medidas a nivel de seguridad pasiva puede dividirse en dos grandes conjuntos:

• Plan de seguridad pasiva de la carrocería autoportante.

• Dispositivos de seguridad pasiva.

3.1.1. Plan de seguridad pasiva de la carrocería autoportante.

Con el fin de mejorar la estructura autoportante en materia de la seguridad pasiva, los fabricantes de vehículos utilizan el aumento de rigidez de la carrocería, disminución de peso sin merma alguna de la seguridad estructural, mejora del plan de deformación programada, mejora de sistema de reparabilidad, mejora de las prestaciones de marcha del vehículo, etc.

Características constructivas.

Para conseguir unos niveles óptimos de resistencia estructural se suele recurrir al empleo de chapas multiespesor o a la utilización de refuerzos especiales mediante la soldadura láser de laminas de chapa de distintos espesores, trabajadas posteriormente por moldeo con métodos tradicionales como el tailored blanks.

En algunos modelos utilitarios estos refuerzos aplicados a la carrocería en las zonas de anclaje de los subchasis, llegan a ser solidarios con los refuerzos que se aplican en las torteas de la suspensión.

además los fabricantes suelen incorporar otros refuerzos puntuales localizados en diferentes puntos de la estructura:

• Los arcos de las puertas laterales, los montantes centrales y los travesaños del techo para aumentar la seguridad del habitáculo en caso de vuelco.

• Refuerzo de los puntos de anclaje de los asientos y cinturones de seguridad.

• En algunos casos el travesaño delantero tiende a fabricarse con diferentes materiales y de distinto espesor en sus secciones. Las zonas de unión suelen ser de acero uniéndose a éstos mediante soldadura por puntos de resistencia. La fijación al tubo central de sección cuadrangular suele hacerse mediante un sistema de ensamblaje a presión presioning.

• El subchasis delantero para atenuar los efectos de un impacto frontal.

• Paragolpes delantero incorporando una pieza anticolisión debajo del panel exterior del paragolpes.

• Paragolpes trasero. También en este caso el sistema paragolpes consta de dos elementos de deformación unidos a un travesaño de acero.

Deformación programada.

La deformación programada consigue absorber una gran cantidad de la energía generada en un choque, sacrificando todos los componentes de la carrocería perimetrales al habitáculo.

Las piezas que normalmente tienen programada su deformación suelen ser los elementos estructurales que configuran las zonas resistentes, que a su vez son los que soportan la mayoría de los esfuerzos, entre las piezas más importantes se encuentran:

• Largueros delanteros. Son dos vigas paralelas que parten del travesaño delantero. Absorben la mayor parte de la energía que se produce en un impacto frontal en las zonas situadas en los extremos delanteros de los largueros de forma que el larguero se pliega sobre si mismo.

• Largueros superiores. De tamaño reducido unidos por en encima de los pasos de rueda. Habitualmente se apoyan sobre los refuerzos de los montantes delanteros, de forma que el larguero se comprima sobre si mismo, son los que protegen de ciertas deformaciones al habitáculo gracias a su resistencia.

• Travesaño delantero. Es el elemento de unión de los largueros delanteros y suele ser muy rígido. Su misión es la de repartir las cargas para que la deformación sea uniforme en toda la estructura.

• Pilares. Refuerzan lateralmente la estructura y junto con los largueros del techo forman el arco que configura el habitáculo.

• Largueros traseros. Absorben energía en los impacto traseros y además mantienen la integridad del deposito de combustible.

• Largueros inferiores. Piezas de gran tamaño que aportan gran rigidez a la carrocería, dan como resultado un gran aumento de rigidez en el conjunto de la estructura ya que se aumenta la rigidez de las zonas criticas y se mantienen las zonas de deformación programada.

• Vigueta transversal (del salpicadero). Proporciona rigidez al habitáculo además de sustentar al parabrisas y los airbags delanteros.

• Techo. Asegura el espacio de seguridad en caso de vuelco.

• Barras laterales. Evitan o minimizan las consecuencias de los golpes laterales.

Comportamiento de la estructura delantera.

Lo habitual suele ser que los largueros delanteros se doblen de forma preestablecida atenuando y absorbiendo la energía del choque. Asimismo los largueros suelen unirse por uno o dos travesaños delanteros que tienen la misión de distribuir la carga del choque sobre todo el frontal, si se le une un diseño estudiado del capó y los pases de rueda, se obtienen como resultados unas estructuras que obtiene excelentes resultados frente a colisiones contra obstáculos rígidos, paredes, postes y objetos deformables.

La fuerza de choque al avanzar encuentra la célula de protección que le bloquea el paso, los largueros delanteros suelen anclarse al costado del vehículo con elementos específicos de unión que reparten la energía a otras partes de la estructura mientras que el subchasis de las suspensiones descarga las fuerzas en los puntos oportunamente cajeados.

La estructura del habitáculo también es muy rígida, los refuerzos de las puertas y su acoplamiento a los montantes garantizan altos valores de resistencia al aplastamiento. El cajeado debajo del parabrisas y el soporte de anclaje del panel de instrumentos aseguran el refuerzo transversal del habitáculo haciendo completamente solidarios los costados a la altura de los cinturones. Los montantes delantero y centrales y los travesaños del techo son muy robustos y contribuyen a mantener íntegro el habitáculo.

Para conseguir el comportamiento deseado de la parte frontal en caso de impacto, cabria destacar:

• Adopción de largueros en horquilla que distribuyen equitativamente la fuerte energía de choque hasta los componentes sustentadores del habitáculo.

• Una configuración adecuada de la traviesa inferior, largueros y chasis.

• Disposición de refuerzos en los largueros y en los montantes laterales conectados por un travesaño estructural hueco situado debajo del parabrisas que garantiza la rigidez transversal del habitáculo.

• Utilización de refuerzos debajo del piso y en el soporte de la palanca de cambios.

• Geometría y ubicación estudiada de los anclajes del motor consiguiendo que éstos descarguen las fuerzas sobre el armazón delantero.

• Una forma cónica o piramidal en la sección de los largueros conseguirá que éstos absorban energía progresivamente mediante su embutición.

• Los refuerzos de los capós delanteros suelen disponer de puntos fusibles que en caso de colisión frontal hacen que se doblen por su parte media evitando su intrusión en el interior del habitáculo.

Comportamiento de la estructura trasera.

En un choque posterior la deformación se inicia con el impacto en el paragolpes trasero que mediante los soportes de fijación distribuye la energía hacia los travesaños traseros y éstos comienzan a deformarse hacia el interior consiguiendo una deformación uniforme y progresiva. También se deforma la base del piso por las zonas con pliegues para deformación programada. En un choque posterior ha de conseguirse que el deposito de combustible se mantenga ileso y que las puertas se puedan abrir fácilmente después del impacto.

En general el aumento de seguridad puede conseguirse mediante:

• Sustituyendo los perfiles abiertos de los largueros por perfiles cerrados con chapa de mayor espesor para aumentar así la capacidad de absorción de energía.

• Refuerzo de las fijaciones entre el travesaño trasero y los montantes.

• Refuerzo de los armazones de los laterales y los pasos de rueda traseros.

• La rueda de repuesto suele encontrarse en centro bajo el piso maletero actuando como elemento distribuidor de fuerzas.

• El deposito de combustible se encuentra lo más protegido posible y lejos del paragolpes trasero.

• Los largueros traseros suelen unirse mediante un travesaño rígido a la flexión distribuyendo las fuerzas de la colisión.

Protecciones laterales.

En un choque lateral no es posible la deformación programada debido a que los laterales son zonas débiles y además la separación entre las puertas y pasajeros es reducida. En este tipo de colisiones la estructura entra fácilmente en contacto con los pasajeros, por lo tanto la protección se centra en reforzar dicha estructura para evitar el hundimiento de las puertas y alejar a los pasajeros de la zona de impacto.

Las principales soluciones son:

• Reforzado de los largueros colocados bajo la puerta.

• Transiciones amplias de las columnas o montantes al marco del techo y a los largueros laterales.

• Alto nivel de rigidez transversal del montante delantero.

• Refuerzo de los montantes centrales y posteriores en los puntos de anclaje a los largueros.

• Diseño especial de los montantes centrales para atenuar los efectos de los choques laterales.

• Travesaños de elevada resistencia bajo los asientos.

• Armazones de asientos capaces de soportar presiones laterales.

• Mediante reenvíos empotrados de los cinturones de seguridad.

• Utilización de elementos altamente resistentes en la unión de las puertas contribuyendo así a la transmisión de fuerzas.

Para aumentar la resistencia de las puertas y evitar la intrusión dentro del habitáculo se utilizan refuerzos de chapa embutida, unos diseños apropiados de las cerraduras y de las bisagras, y una buena unión y ajuste de las puertas y el estribo. Además un amplio solapamiento de las puertas con los laterales garantiza un mejor apoyo.

El corazón defensivo de las puertas son las barras perfiladas de refuerzo colocadas longitudinalmente. Suelen fabricarse en acero de alta resistencia cuya misión es aportarles rigidez y controlar su deformación para evitar que penetren en la estructura de la carrocería.

Las cerraduras tienen gran importancia en materia de seguridad pasiva y antirrobo, es absolutamente necesario que durante todas las fases dinámicas que siguen a un choque las puertas permanezcan solidamente cerradas. Además no deben abrirse con aceleraciones de longitudinales de hasta 30 g.

Protecciones antivuelco.

La estructura del techo debe conferir mayor rigidez al habitáculo contribuyendo a la seguridad de los pasajeros en caso de colisión lateral como en caso de vuelco. Para garantizar la integridad del habitáculo se utilizan diferentes soluciones como:

• Empleo de materiales de alta resistencia que forman anillos indeformables.

• Mejorando la resistencia reforzando los montantes.

• Utilizando travesaños estructurales, huecos de unión entre los laterales en correspondencia a la parte superior del parabrisas y del maletero.

• Optimizando el numero y la disposición de los huecos o taladros de montaje que suelen incorporar los largueros del techo para que no origine su debilitamiento.

• Empleando uniones pegadas en el parabrisas delantero y luneta trasera ya que confieren al habitáculo una mayor rigidez y estabilidad.

En el caso de los vehículos descapotables, la mayoría de éstos incorpora unos arcos de seguridad los cuales pueden ser escamoteables y, o bien, pivotan por detrás del asiento delantero o sobresalen detrás del respaldo de los asientos traseros. Su accionamiento puede realizarse mediante un interruptor de forma manual o mediante unos sensores electrónicos que detectan las situaciones criticas, y cuando sea superado éste umbral de seguridad el arco se despliega en tres décimas de segundo.

La estructura de éstos vehículos se refuerza en determinados puntos como el marco del parabrisas, los montantes centrales, el suelo, y la parte posterior de los asientos traseros.

Paragolpes absorbentes.

Realizados en plásticos de gran ligereza con rellenos de material espumoso permiten deformarse y volver a su estado original a baja velocidad. Con estos materiales se consigue:

• Reducir considerablemente el peso total del vehículo.

• Limitar los daños materiales en pequeñas colisiones.

• Unos diseños mas atractivos u armoniosos en la estética del vehículo.

Anti-intrusión de la mecánica.

El motor y la caja de cambios se ubican de tal manera que en vez de adelantarse en el interior del automóvil, se deslizan por la parte inferior del mismo evitando así la intrusión. Para ello se diseñan los largueros de tal modo que tienden a desviarse hacia abajo, arrastrando así los conjuntos mecánicos hacia la parte inferior del vehículo.

En los casos en los que los órganos están soportados por subchasis, éstos disponen de una unión atornillada en su parte posterior que en caso de impacto se desenganchan permitiendo que todo el conjunto se deslice hacia abajo.

En otros sistemas como el Proconten de Audi al desplazarse el motor hacia atrás se activa un sistema de tracción por cable el cual retrae el volante y se tensan los cinturones.

El habitáculo.

El acondicionamiento del habitáculo resulta vital para garantizar la seguridad de los ocupantes del vehículo. Entre las técnicas que se suelen utilizar para aumentar la seguridad pasiva del habitáculo, además de las citadas anteriormente, pueden ser:

• Concepción estructural que permita un amplio margen de supervivencia.

• Equipamiento de los sistemas de sujeción de los ocupantes.

• Funcionalidad plena después del accidente de elementos y conjuntos para la liberación de los ocupantes.

• Protección contraincendios.

• Sistema de fijación de parabrisas.

• Anti-intrusión de piezas de la carrocería por el parabrisas y luna trasera.

• Desplazamiento del grupo pedales.

• Amortiguación del impacto en los pies.

• Desplazamiento de la posición del volante, estructura colapsable.

• Configuración adecuada del panel de instrumentos.

• Interiores acolchados.

• Utilización de lunas laminadas.

además se cuidan otros elementos que limiten los movimientos de cuello y tronco, como son:

• Reposacabezas. Evitan el choque que en caso de choque la cabeza se desplace hacia atrás provocando lesiones cervicales.

• Asientos.

• Sistemas de retención.

3.1.2. Dispositivos de seguridad pasiva.

• Airbag. (SRS Sistema de Retención Suplementaria).

El airbag es un dispositivo de seguridad pasiva cuya finalidad es evitar o limitar las posibles lesiones del conductor y acompañantes en los impactos que pueda sufrir el vehículo. Existen de este modo distintos tipos de airbag; de conductor, de acompañante, laterales y de techo. La activación del airbag se realiza en función de factores como:

• Magnitud de la colisión.

• Posición del asiento del conductor.

• Ocupación del asiento del acompañante.

• Colocación del citaron de seguridad.

El conjunto de estos factores determina la información general sobre las condiciones del accidente. Los airbag de conductor y acompañante no se activan en caso de colisión lateral, traseros y vuelcos que pueda sufrir el vehículo. El airbag inteligente incluye sensores localizados alrededor del asiento y que son capaces de regular 450.000 situaciones diferentes de los ocupantes del asiento delantero. Este sistema impide la salida del airbag cuando el ocupante se encuentre demasiado cerca del salpicadero , tampoco funcionaria si en el asiento del acompañante se encuentra una silla de bebe o si el asiento esta vacío o si el cinturón se encuentra desabrochado. El inflado del airbag es radial y posee válvulas de seguridad para que se desinfle progresivamente.

La velocidad de inflado puede variar en función de las dimensiones de cada bolsa (las de gran tamaño necesitan una explosión mayor de cartuchos) por esta razón los fabricantes tienden a realizar airbags cada vez más pequeños.

Tanto el airbag frontal del conductor como el del acompañante se suelen situar en el centro del volante y en la guanera respectivamente.

Los airbag laterales protegen la caja torácica y la cabeza de los ocupantes. Su funcionamiento es similar a los airbag frontales. Su principal característica es el tiempo de inflado el cual es extremadamente rápido ya que las distancias son menores. Complementa de manera efectiva los equipamientos de existentes como la absorción de impacto en los paneles de las puertas.

El airbag de techo suele consistir en una cortina lateral a cada lado del vehículo tejida en una sola pieza y oculta bajo el forro del techo, evita los daños causados en la cabeza por la cesión de la estructura superior en caso de vuelco.

También se ha diseñado una nueva generación de airbag frontal para el asiento trasero que se encuentra integrado en la parte ventral del cinturón de seguridad.

El desarrollo de los dispositivos llega a los conjuntos adaptativos que asocia un airbag de volumen variable con un cinturón dotado de dos pretensores de tal manera que se dosifica y distribuye mejor la energía de retención de los ocupantes en función de la magnitud de la intensidad del choque.

• Cinturones de seguridad. Los cinturones de seguridad tienen varios fines fundamentales:

• Evitar el contacto físico del usuario con elementos del vehículo.

• Procurar que los pasajeros participen de la deceleración del vehículo lo antes posible.

• Conseguir una disipación de la energía que llega al ocupante durante un choque, lo más lenta y uniformemente posible.

Las normas de homologación prescriben que los cinturones deben estar constituidos con dos o más cintas de tejido muy resistente capaces de soportar una carga de 1500 Kg y fijados con las bridas a los anclajes colocados en la carrocería.

Hoy en día se ha generalizado el cinturón con tres puntos de anclaje combinado con un dispositivo automático de autoenrrollado. Al desacelerar bruscamente, al circular por curvas, o cuando los ocupantes realizan movimientos bruscos, un trinquete de parada bloquea el mecanismo de enrollamiento. Como ayuda para complementar este sistema es importante regular bien el reposacabezas y disponer de asientos con cuña interior antideslizante para no deslizarse por debajo (efecto summarinig). Con la incorporación de pretensores se optimiza la protección de los ocupantes.

Campo de activación.

En situaciones de accidentes a velocidades superiores a 28 Km/h el impacto es lo suficientemente fuerte como para que los ocupantes puedan impactar contra el salpicadero o volante.

Los pretensores se activan en choques de incidencia frontal u oblicua dentro de un campo de acción de 30°.

El momento determinado de activación lo determina la aceleración producida en el vehículo de forma que el pretensor pirotécnico debe actuar antes de que se inicie el movimiento relativo del ocupante (entre 20 y 30 ms)

Activación.

Los pretensores pirotécnicos siempre se activan en:

• Choque frontal a partir de 28 Km/h.

• Choque oblicuo con un ángulo máximo de 30° a partir de 38 Km/h.

No activación.

Los cinturones pirotécnicos no se activan en:

• Choque por la parte posterior, lateral o vuelco.

• Condiciones de conducción normal o extremas con frenadas fuertes.

• Choque frontal por debajo de 15 Km/h.

• En presencia de cualquier tipo de campos magnéticos.

Desarrollo cronológico del ciclo.

• En el instante “cero” el vehículo impacta contra el muro.

• 20 ms más tarde el sensor activa la combustión del generador de gas.

• Después de 20-22 ms se inicia el movimiento del émbolo que a su vez tira del cable retractor.

• Después de 22-26 ms el eje gira retrayendo la cinta, normalmente entre 40 y 150 mm dependiendo de la holgura de la cinta.

• A los 30 ms se inicia el movimiento del ocupante respecto al asiento.

• A los 32 ms entra en funcionamiento el sistema de bloqueo del retractor hasta que el pasajero retrocede y queda en lo posición inicial.

El cinturón de seguridad tiene una serie de limitaciones ya que su función es impedir que el cuerpo de las personas se desplace, pero deja libre la cabeza. La combinación de cinturón y airbag supone una solución eficaz para proteger la cabeza de graves lesiones.

• Columna de dirección colapsable.

Contribuye a evitar los peligrosos retrocesos del volante en caso de choque frontal, los árboles de dirección articulados permiten la rotura en tantas partes como rótulas o articulaciones tenga. El tramo inferior de la columna suele estar acolchado para reducir daños en las rodillas.

• Volante con absorción de energía.

Tiene un diseño estudiado sin formas rígidas y con estructura deformable complementando así la defensa suministrada por la estructura y los sistemas de sujeción en caso de choque frontal.

• Pedales.

El conjunto pedalier debe fijarse de tal modo que los pedales se alejen del conductor en caso que se produzca una deformación importante en la parte delantera, mediante un mecanismo de desacoplamiento del cilindro maestro del pedal de freno.

• Tablero de instrumentos.

Debe estar fabricado con una estructura portante de material ligero rodeada de poliuretano blando, tener un contorno redondeado y no presentar aristas.

• Asientos.

Los asientos cumplen funciones como la asegurar la máxima protección de los ocupantes en caso de impacto. En cuanto a ergonomía y confort las múltiples posibilidades de regulación garantizan un nivel de comodidad idóneo incluso para largos desplazamientos, su estructura debe impedir que el cuerpo se desplace hacia delante y hacia abajo en una colisión por lo que se fabrican con forma antideslizante.

En los nuevos asientos integrales la hebilla del cinturón se fija a la estructura para disminuir las lesiones provocadas por sus posibles desplazamientos en un choque. La polea de reenvío del cinturón se encuentra integrada en la parte superior del respaldo. Un dispositivo adapta automáticamente la altura de este punto asegurando una colocación precisa. Esto plantea mayores niveles de rigidez y estabilidad, del enclavamiento del respaldo y del sistema de reglaje del asiento.

• Reposacabezas.

Su función es la de acoger la cabeza de los pasajeros empujada hacia atrás tanto en caso de colisión trasera, como en el rebote en caso de colisión frontal. Una de las evoluciones de este dispositivo lo constituyen los llamados reposacabezas “activos” que se montan en los asientos delanteros y que funcionan de forma puramente mecánica cuando el vehículo recibe un impacto por detrás.

Otras evoluciones desplazan el respaldo hacia atrás permitiendo apoyar toda la columna vertebral y evitan que el cuerpo se catapulte hacia delante y además el movimiento de la parte superior del asiento crea una protección adicional para la cabeza y cuello.

• Deposito de combustible.

Debe fabricarse con elementos ignífugos y su ubicación debe realizarse en zonas poco expuestas al riesgo de impacto. Algunas marcan equipan un sistemas de protección cuya función es cortar la corriente de batería al recibir un impacto eliminando además el suministro de combustible al motor.

• Limpiacristales.

Su diseño y fijación (mejor ocultos bajo el capó), debe evitar un aumento de riesgo de producir heridas en caso de atropello.

• Cableado y elementos eléctricos.

Deben estas bien aislados para evitar cortocircuitos. Algunos fabricantes incorporan un sistema que desconecta el borne positivo de la batería en caso de choque (en 3 ms) mediante un dispositivo pirotécnico. Otros fabricantes incorporan fusibles específicos (anti-incendio) que cortan la circulación de la corriente eléctrica en cuanto detectan un aumento de temperatura.

• Cristales.

Además de proteger a los ocupantes de los elementos exteriores, permitir la visibilidad y mejorar el confort térmico, proporcionan una elevada rigidez al habitáculo y absorben parte de la energía en caso de colisión. Los cristales de un vehículo están compuestos de vidrio de seguridad que no formen astillas cortantes al romperse. Para los parabrisas se ha impuesto el uso de cristal laminado, formado por dos capas de vidrio separadas por una lamina de plástico que al romperse forma pedazos más grandes y permite seguir viendo.

3.1.3. Seguridad de los peatones.

Sea parte de las conclusiones y datos estadísticos que se obtienen la realización de simulaciones impactos lidera accidentabilidad real. Éstos tres establecen las zonas del vehículo que impartan con los peatones, más concretamente con la parte del cuerpo que supera los atropellos. Estas zonas son: el paragolpes, el capó, el parabrisas, e incluso los bajos.

Las conclusiones más significativas sobre los resultados obtenidos pueden unirse en:

• Que se queda la carrocería. Pero integrarse con superficies lisas y redondeadas, sin ir una arista ni vierte aguas.

• Para golpes. Deben aumentar su altura y fabricarse en materiales cuya ventas a los impactos.

• Capó. Éste componente de la carrocería es el que golpea normalmente la cadera de la persona atropellada. Se recomienda el diseño del tipo desprovisto de aristas elementos decorativos que puedan agravar los efectos del atropello.

• Parabrisas. Tallados los peatones atropellados suelen golpeados en la cabeza con el pronto lo limpia parabrisas deben ir siempre ocultos, los retrovisores exteriores serán retráctales.

• Bajos. Se deberá suavizar su diseño, eliminando aristas y zonas punzantes o salientes.

• Manecillas de las puertas. En la medida de lo posible, se deberá integrar las dentro del nivel superficial del panel de la puerta.

3.1.4. Seguridad infantil

Actualmente el sistema ISOFIX es el nuevo estándar de seguridad que facilita y asegura las fijaciones de los asientos para niños. En el vehículo se incorporan dos puntos de anclaje rígidos situados de serie entre el respaldo del asiento de la banqueta trasera. El asiento del niño dispone de dos cierres del indicador de puesta en servicio que aseguran la fijación rápida y asegura sin necesidad de cinturones de seguridad del vehículo.

Se ha llegado a la conclusión de que, para los niños de dos a cuatro años, la postura más adecuada es la de espaldas a la carretera debido a su decir con formación de la desproporción entre su masa cerebral en relación con el resto del cuerpo.

• Interiores y ignífugos.

• Interruptor de inercia para el bloqueo de la bomba de combustible que interrumpe la alimentación de la bomba de combustible y el sistema de encendido en caso de colisión.

• Protecciones antimisfiring te aislar el catalizador y proteger los tubos de los frenos y de sistema de encendido.

• Instalación eléctrica protegida por maxy fusibles, que interrumpe la alimentación en caso de cortocircuito o la temperatura excesiva que podría crearse en caso de encendido.

• Sujeción de la batería en caso de choque vuelco.

• Válvula antirreflujo que elimina pérdidas de combustible en caso de vuelco del vehículo.

• Depósito de combustible de material plástico de alta resistencia mecánica y al fuego.

3.2. Seguridad activa

Forman el conjunto de todas las soluciones que garantizan un frenado estable y potente, buena recuperación, y un comportamiento de marcha previsible. Entre ellas cabe destacar:

• Un sistema de frenos eficaz. Un sistema antibloqueo constituye asimismo un equipamiento adicional de gran ayuda.

• Como todo potente y elástico para realizar a del adelantamientos con holgura.

• Una suspensión con un nivel adecuado de confort que proporcione una buena adherencia del neumático con el suelo para corregir unas elevadas prestaciones.

• Una tracción sea capaz de transmitir la potencia del motor a la rueda.

• Unos neumáticos que garantice en una gran adherencia al suelo en cualquier condición de marcha.

Una carrocería bien diseñada producirá pocos ruidos en dinámicos, será rígida y facilitará el trabajo a la dirección y a las suspensiones.

3.2.1 comportamiento dinámico del vehículo

El vehículo es un conjunto de masas que el fruto de la transferencia que se origina con las distintas relaciones, ofrece una serie de movimientos con arreglo de a los tres ejes espaciales.

Si consideramos un automóvil en un como un cuerpo en el espacio dotado de tres ejes de libertad veremos que en su comportamiento dinámico se presentan tres tipos de movimientos. El primero de ellos es el balanceo y ocurre cuando el automóvil adquiere un grado de libertad sobre el eje longitudinal XX. El segundo sería el de picada y cabeceo con respecto al eje transversal YY y un tercero de guiñada con relación al eje vertical ZZ.

Para obtener un comportamiento dinámico ideal, habría que conseguir una distribución equilibrada de la masa del vehículo sobre las cuatro ruedas, en toda la situación de la marcha. El del vehículo automotor delantero y propulsión trasera con mucho espacio interior y suspensión confortable el reparto de peso entre los dos ejes resulta más equilibrado pero presenta como inconvenientes con mayor costo de fabricación. A todo ello hay que añadir que el vehículo no dispone de una carga constante, sino que esta variada continuamente por lo que resulta muy complejo diseñar un sistema de suspensión ideal de forma permanente. Una suspensión dura puede ayudar a mantener el estado de equilibrio, Acosta delimitar en gran medida el grado de confort.

Comportamiento direccional: subviraje y sobreviraje

Los movimientos de guiñada que se producen cuando es necesario esquivar rápidamente un obstáculo y se lleva demasiada velocidad, en estos casos la puerta centrífuga generada en los virajes, supera al adherencia de la ruedas al suelo: o tiende a irse hacia el exterior de la curva, sin seguir la orientación de su ruedas delanteras (subvirado), o bien de su parte trasera la que irá hacia afuera, haciendo girar el vehículo hace interior de la curva (sobrevirado).

Los vehículos de tracción delantera tienen tendencia al subviraje y los de propulsión trasera al sobreviraje. Para compensar el efecto del subviraje hay que dar a la ruedas un mayor ángulo de orientación del que requiere el radio de la curva. En cambio en caso de sobreviraje hay que realizar un giro del volante en sentido contrario y una dosificación adecuada ante la potencia del motor. En

Capacidad de tracción

La capacidad del neumático de transmitir cualquier tipo de fuerza depende totalmente es un grado de adherencia. El grado de adherencia a su vez se encuentra condicionado por diferentes factores como:

• La superficie de rodadura.

• El ancho del neumático.

• Textura del neumático.

• Presión vertical.

3.2.2. Descripción de sistemas

La descripción de los avances más significativos en seguridad activa podemos realizar la en base a lo siguiente sistema:

• Sistema de suspensión.

• Sistema de frenos.

• Sistema dirección.

• Sistema de transmisión

• . Motor.

• Neumáticos.

Sistema de suspensión

Por un lado garantizan el confort de los ocupantes y por otro aseguran que la ruedas se encuentren permanentemente en contacto con el firme, para mantener el control dinámico del vehículo. A menudo existe un conflicto entre el interés de conseguir una gran seguridad de marcha, o un elevado nivel de confort de conducción. Este hecho puede apreciarse a la hora de estudiar el guiado preciso de la ruedas para lo que es necesario una suspensión más bien rígida en cambio, el control de marcha exige una suspensión del eje relativamente blanda el desarrollo en estos sistemas se basa en un conjunto suspensión amortiguador de reajuste continuo mediante la regulación electrónica que modifica automáticamente la directa elasticidad del sistema.

Controles de suspensión

Los fabricantes de automóviles han desarrollado diferentes sistemas de control de suspensión como: el sistema activa, el ADS, ABC, etc. estos sistemas electrónicos regulan la dureza de la suspensión y amortización al tiempo que la altura de la carrocería en función de las condiciones de marcha de cada momento.

Sistema de frenos

La función de los frenos es a transformar la energía cinética que posee el vehículo en calor a través de los elementos frenantes y disiparlo en la atmósfera. La fuerza de frenado debe ser los más enérgica posible para conseguir una distancia de parada reducidas sin que por ello se produzca el bloqueo de la ruedas mientras el vehículo está en movimiento ya que esta circunstancia el vehículo no se puede dirigir. En vehículos automóviles hay que aplicar en la mayor en los casos una mayor fuerza de frenada sobre el eje delantero puesto que disponen de un mayor peso además de la transferencia de pesos que se produce durante la frenada.

La introducción de la electrónica en la gestión de los diferentes sistemas del vehículo ha posibilitado la aparición de numerosos dispositivos que controlan la frenada, el general se trata de sistemas especialmente indicados para situaciones en las que existe duda al frenar o se levanta ligeramente el pedal de freno, desaprovechando frenada.

ABS. Sistema antibloqueo de frenos. Evita que la ruedas se bloqueen, incluso en el caso de frenado de emergencia manteniendo la direccionalidad del vehículo. Fruto

ASR. Consiguen control activo de estabilidad y tracción impidiendo que la ruedas para tienen y se deslicen, garantizando siempre la máxima estabilidad.

ESP. Frena selectivamente la ruedas para estabilizar el vehículo en situaciones de marcha difíciles. Mejora comportamiento en curvas, actuando conjuntamente con el ABS de control de tracción, de tal forma que el ABS se encarga de proporcionar la estabilidad durante la frenado, el ASR al acelerar, y el ESP ayudar conductor a dominar el vehículo.

Sistema dirección

La dirección de funcionar con suavidad y de forma precisa, no debe estar expuesta de influencias de tracción dice suspensión, por ello la cinemática del dirección deberá adaptarse obtener el a las características de construcción del eje delantero.

• Dirección de relación variable.

• Servodireccion con asistencia variable en función de la velocidad. Para aumentar el confort y mejorar la sensibilidad en la conducción.

Algunas marcas han desarrollado sistemas de los que también al actuar sobre volante se produce el giro simultáneo de la ruedas delanteras y traseras. Las ventajas de estos sistema se centran mercado en una mejor maniobrabilidad.

Sistema de transmisión

La expansión generalizada de la electrónica como núcleos de gestión de los diferentes sistemas del automóvil se confirma una vez más en estos conjuntos, aplicaciones como:

• Embragues de control electrónico

• Cambios de control electrónico.

• Dispositivos antideslizamiento

• Tracción total de control electrónico.

• Control electrónico de la tracción.

La función más importante de la transmisión es proporcionar la máxima capacidad de tracción, una cifra de potencia elevada o un firme especialmente deslizante puede llegar a condicionar gravemente la motricidad de un automóvil. Los sistemas de control de tracción tienen como objetivo el de evitar el patinamiento de una o más ruedas por pérdida de tracción. Uno de los combatientes que presenta los diferenciales radica que en cuanto grado de la ruedas motrices pierde adherencia el vehículo puede desplazar, ya que ésa rueda es a la que el sistema transmisión del día a toda su fuerza. Para evitar este inconveniente se dispone de sistemas antideslizantes y diferenciales autoblocantes.

Motor

Incide de forma decisiva en la capacidad de recuperación del vehículo, cuanto mejores prestaciones en el motor mayor será la capacidad de respuesta. La relación de cambio, debe garantizar la correcta elección de la relación adecuada a cada situación de marcha, permitiendo con ello el motor tiene siempre entre su par y potencia máxima para conseguir unas prestaciones óptimas. En

Neumáticos

Tiene como funciones principales:

• Soportar el peso del vehículo.

• Transmitir la potencia del motor.

• Dirigir el vehículo.

• Contribuir en la estabilidad, frenado y suspensión del vehículo.

Los criterios esenciales para evaluar la calidad de un neumático son la adherencia encarnada seca y la seguridad de rodadura, las fuerzas y la precisión y nacionales, las cualidades de marcha rectilínea, la estabilidad en curva así como la vida útil y la rentabilidad. En su flanco se encuentran descritas las medidas y características de utilización. Resulta novedoso la aparición de ciertos sistemas que mejoran las prestaciones del dramático, como:

• Sistema antipinchazos. Este sistema permite al neumático circular sin aire sin desllantar durante 200 km aproximadamente.

• Sistemas de control de la presión de los neumáticos. Cada rueda posee un captador incorporado en la válvula que calcula permanentemente la presión interna del neumáticos. Además, el sistema informal conductor en cuanto se registra un defecto de presión que puede ser un escape lento o sencillamente una presión y correcta.

3.2.3. Desarrollos ayudar la conducción

Se trata de un sistema fundamentalmente dedicado a mejorar el confort de conducción la que permite mantener una velocidad de crucero constante que aplicar una corrección permanente y automática según las condiciones de circulación y los vehículos que circulan por delante a velocidad interior. Aparte de las tecnologías aplicadas en el regulador de velocidad con control de distancia, se han desarrollado varios programas de investigación destinados a conseguir unas prestaciones en materia de seguridad. Entre ellos, destacan los denominados dispositivos anticolisión.

Los dispositivos anticolisión son sistemas que tratan de evitar los impactos con los vehículos precedentes o con los sujetos que se encuentran en la trayectoria seguida por el vehículo así equipado. El sistema se pone en marcha cuando se aproxima al vehículo precedente, produciéndose la distancia de seguridad. El mecanismo en día a una señal al sistema de frenos, los cuales acuden automáticamente de forma progresiva hasta que la distancia de seguridad podrá ser la adecuada. Otro dispositivos similar puede quitarse la parte trasera del vehículo de tal forma que cuando detecta una velocidad excesiva el vehículo predecesor y una peligrosa reducción de la distancia de seguridad el sistema tensa automáticamente los cinturones de seguridad en previsión de un impacto inminente.

El sistema Stop and Go se hace cargo del movimiento del vehículo en su carril, especialmente en caso de embotellamiento. Para ello, el dispositivos frena y arranca el vehículo en lugar del conductor. Otro de los últimos desarrollos es el sistema de ayuda a la gestión de trayectoria SAGE que ayuda al conductor a mantener su rumbo. Esto dispositivos identifican las líneas de carretera e impiden el vehículo pueda salirse de su carril. Cuando el vehículo se acerca demasiado a las líneas de referencia existiendo la posibilidad de salirse de la calzada el motor eléctrico produce unas vibraciones en el volante para alertar conductor, a su vez, el motor genera un leve movimiento de corrección al volante para indicar en que dirección debe efectuar la corrección. El sistema permite en el vehículo ante su trayectoria cuando el conductor desea cambiar de carril o salirse la calzada.

Los fabricantes intentan desarrollar una sistemas inteligentes que observen y controlar el automóvil en caso detectar somnolencia, problema de salud o falta atención de que no gobierna. De momento, su funcionamiento se basa en una unidad de observación que vigilar los párpados de conductor, la presión del mano sobre volante y observa su forma de circular durante la primera negociará de viaje. Una vez que detectar problemas, un sistema de aviso alerta con señales, mensajes y luces. Si capta una situación muy peligrosa, se conecta dispositivos de control automático, que conduce el automóvil hacia el arcen y lo detiene en condiciones de seguridad. Cuando se para el sistema en día a tanta emergencia información vía satélite sobre la posición del vehículo, la salud de los ocupantes y la posible causa de la detención.

3.3. Seguridad preventiva

La seguridad preventiva engloba al conjunto de mejoras y dispositivos que determinan la configuración funcional y práctica del puesto de conducción, creando un entorno favorable. El ambiente del habitáculo del bienestar de sus ocupantes depende de factores como la elección de materia desagradables y de calidad, seguridad, confort, precisión acabado, de un clima siempre agradable. En general, el conjunto de las medidas que tienden a facilitar la conducción cabe destacar:

• La visibilidad.

• La ergonomía.

• El confort.

3.1. La visibilidad

Hay que armonizar la resistencia del habitáculo con unas columnas o montantes delanteros, central y trasero, la reducida sección para limitar lo menos posible la visibilidad lateral. Algunos de los conjuntos intervienen decisivamente en edad de visibilidad del vehículo son:

La iluminación. Esta importante ver cómo ser visto, señalar el vehículo y proporcionar una buena iluminación durante la noche o cuando las circunstancias de tráfico lo exijan. Uno de sistemas iluminación más novela más innovadores lo constituye formado por proyecto de descarga de gas, xenón, se caracterizan por una eficacia excepcional y por una mayor amplitud y facilidad de regulación del haz de luz. Este sistema incluye dispositivos de lava faros para mantener impíos los cristales de los proyectores, cristales que absorban el calor y contribuyan a crear dentro del vehículo condiciones de conducción ideales. Unos parabrisas pintados tradicionalmente reflejar hacia fuera 5% de los rayos de luz, utilización de retrovisores interiores exteriores electro cromados que se oscurece de forma progresiva cuando la luminosidad se torna más fuerte.

3.3.2. Ergonomía

El disponer una postura relajada al volante es el primer paso para garantizar la seguridad. Algunos de los aspectos que más han de tener en cuenta son:

• Diseño económico de salpicadero y grupo pedales, todos elementos de mando se deben encontrar fácilmente al alcance del conductor.

• Asientos ergonómicos, la comodidad del asiento es muy importante, el grado de solidez del cojín, el nivel de sujeción lateral y soporte lumbar de respaldo, deben asegurar una adecuada comodidad incluso para viajes largos editando la fatiga pronta prematura.

3.3.3. El confort

Del excesivo confort aislado demasiado conductor de su entorno, entre las medidas que incluyen de forma decisiva e inadecuado confort de marcha destacan:

• La amplitud del habitáculo. Una adecuada amplitud en la etapa delanteras y traseras que permitan situarse cómodamente en cada una de las plazas y sensación de agobio. Asimismo la eliminación interior del cuadro de mandos debe tener una tonalidad no agresiva que rompa la armonía y sensación de confort interior.

• Elevalunas con sistemas antiatrapamiento. Invierten automáticamente la dirección del movimiento del mecanismo cuando encuentran algún obstáculo al cerrarse.´

• Confort acústico. El objeto de la acústica consiste en determinar con precisión cada uno de los ruidos a fin de controlarlos mejor.

• La reducción del nivel de ruidos se consigue utilizando materiales horizonte en las fuentes que no provocan.

• Climatización idónea. Su función es la de mantener el nivel de humedad y la temperatura dentro de los límites idóneos para los ocupantes del habitáculo.

4. ANALISIS DE SISTEMAS DE FUERZAS

4.1. Fuerzas

Fuerza es toda acción o causa que modificar el estado que repuso con movimientos de los cuerpos, o que produce una deformación. Existen cuerdas que actúan a distancia sin estar en contacto con el objeto como las que ejerce un imán a través de su fuerza magnética, o la puerta de atracción o repulsión.

En los cuerpos sólidos y moléculas están muy unidas entre sí, gracias a la fuerza con que es atraen, este hecho hace que sus moléculas tengan poco movimiento y por tanto los sólidos tengan un tamaño y forma constante. En cambio los cuerpos líquidos, su cohesión molecular es más pequeña de las moléculas tienen más movimientos siendo su forma variable gracias a esta libertad de desplazamiento pero su volumen sigue siendo constante. Los gases tienen una cohesión molecular nula dando total libertad de movimientos a sus moléculas, produciendo una estado en donde varía constantemente su volumen y forma.

La magnitud de la fuerza se determina con unos aparatos llamados dinamómetros. La unidad en la que se mira fuerza del sistema internacional es el Newton.

4 .2. Relación entre las fuerzas y los movimientos

Los principios en los que se basa esta relación se recogen en las tres leyes de Newton:

Principios de inercia.

Principio de la aceleración.

Principios de acción y reacción.

4.2.1. Principio de inercia

Todo cuerpo seguirá en su estado de reposo o de movimiento siga fuerzas aplicadas sobre el cuerpo se equilibra mutuamente, o bien si existe ninguna por una aplicadas sobre él.

4.2.2. Principio de aceleración

La aceleración que experimenta un cuerpo es proporcional al aportar que la produce:

4.2.3. Principios de acción y reacción

Siempre que un cuerpo ejerce una fuerza (acción) sobre otro cuerpo, este reacciona con otra fuerza (reacción) igual en magnitud y dirección a la primera, pero de sentido opuesto.

4.3. Carácter vectorial de la fuerza

Una fuerza está compuesta por:

Intensidad o módulo: es el valor numérico de la fuerza.

Punto de aplicación: es el punto donde se aplica la fuerza.

Dirección: es la línea recta en la que se ejerce la fuerza.

Sentido: es el lado hacia el que se dirige la fuerza, en toda línea recta caben dos sentidos.

4.4. Sistemas de fuerzas

Al conjunto de fuerzas que actúan simultáneamente es un cuerpo se denomina sistema de fuerzas, se genera una puerta única que produce el mismo efecto que conjunto de las fuerzas, a ésta fuerza se le denomina resultante del sistema. Por el contrario partir de la fuerza resultante puede compararse y hallar otras que actúan a la vez, produzcan el mismo efecto. En función de su intensidad, dirección, sentido, y el punto de aplicación, pudiéndose presentar distintos casos como:

Fuerzas en la misma dirección.

Fuerzas angulares.

Fuerzas con direcciones paralelas.

4.5. Fuerzas en la misma dirección

A su vez se pueden presentar de dos formas:

Fuerzas con el mismo sentido: en este caso la fuerza resultante (R.) es igual a la suma de las intensidades de las distintas fuerzas aplicadas y tendrá la misma dirección y sentido que estas.

Fuerzas de sentido contrario: la fuerza resultante es la diferencia de las intensidades las fuerzas aplicadas y llevará el sentido de la mayor. En caso de que las intensidades de las fuerzas aplicadas en dos grupos sean iguales, la resultante será nula.

4.6. Fuerzas angulares

Son dos fuerzas que actúan sobre el mismo punto de objeto formando un ángulo.

4.7. Fuerzas con direcciones paralelas

Las fuerzas que actúan sólo un cuerpo lo pueden hacer de forma para dejarlo pero distintos puntos de aplicación, pudiéndose presentar dos casos:

Fuerzas paralelas en el mismo sentido.

Fuerzas paralelas de sentido contrario.

4.7.1. En el mismo sentido

La suma de las dos fuerzas aplicadas, verificando ese que el producto de la fuerza aplicada F1 por la distancia AC es igual al producto de la otra fuerza por su distancia.

4.7.2. En sentido contrario

Su resultante será una fuerza cuyo módulo será la diferencia de las dos, su sentido el de la mayor de aplicación, estará en un punto exterior al segmento que une las dos fuerzas AB.

4.7.3. Par de fuerzas

Sigue sistema de fuerzas está formado por dos fuerzas paralelas de igual intensidad, pero de sentido contrario y con distinto punto de aplicación, se le domina par de fuerzas.

La característica más importante de este sistema es su momento, que es el producto de la distancia que existe entre las dos fuerzas por intensidad de una de ellas. El momento de un par de fuerzas determina su poder de giro.

4.8. Momento de una fuerza

Se define como el producto de intensidad de fuerza aplicada por la distancia existente entre la fuerza aplicada y el eje de rotación.

En función de sentido de giro, se establecerá que será positivo (+) o negativo (-). En el primer caso (+), si gira en sentido contrario a las agujas del reloj y negativo si gira en el mismo sentido.

Si son varias las fuerzas aplicadas en distintos puntos, cada fuerza aplicada tendrá su momento en relación con el punto de giro producido, dependiendo el efecto de giro, de la suma algebraica de dichos momentos, pudiéndose sustituir toda las fuerzas aplicadas por otra (resultante). En cualquier sistema de fuerzas, el momento resultante está en función del punto de giro elegido.

5. INFLUENCIA DE UNA COLISION EN UN VEHÍCULO

5.1. Efecto de las fuerzas en el metal

La resistencia al cambio presenta dos propiedades desarrolladas en los elementos metálicos y fijos no estructurales y que son:

ð Deformación elástica (elasticidad).

ð Deformación plástica (plasticidad).

La elasticidad es la capacidad del metal que le permite recuperar su forma original al suprimir las cargas que produjeron la deformación.

La plasticidad es la cualidad que tiene el metal de doblarse y adoptar distintas formas una vez superado el límite elástico.

Cuando la deformación plástica del metal en frío ha sido muy grande pero sin llegar al punto de rotura, la estructura granular en esta zona se encuentra muy alterada de tal forma que altera bruscamente sus propiedades físico químicas y mecánicas de la chapa. En la reparación de la carrocería hay que tener en cuenta estas zonas que tener mayor rigidez, pues en ocasiones los que provocan tensiones sobre las zonas adyacentes provocando su deformación.

5.2. Las fuerzas intervienen en una colisión

Fuerzas exteriores: son generadas por interposición de otro objeto en la trayectoria del vehículo.´

Fuerzas interiores: son generadas por inercia de todos los elementos del propio vehículo.

Las carrocerías de los vehículos están diseñadas para absorber impactos proporcional seguridad a los ocupantes del habitáculo, hacen otra carrocería se contraiga y absorba la mayor parte de la energía. Al iniciar a producir en serie de los vehículos, se consideraba que la estructura tendrá que ser casi indeformable, por lo tanto la estructura estaba segura las colisiones, pero a los ocupantes se transmitía toda energía hacia ellos.

5.2.1. Estructura muy resistente a deformación

Golpe frontal: se decía que ha alcanzado el vehículo antes de la colisión no es suficiente para qué formar la estructura ni el muro la fuerza aplicada al muro es la que se transmite al vehículo desplazando en la misma dirección de sentido contrario.

Golpe en un extremo del frontal: el punto de colisión afecta a un lado en el frontal por lo que toda energía se aplica en ese punto. Como hemos partido de que la estructura es indeformable, la fuerza de reacción provoca elegido de la estructura.

5. 2. 2. Estructura deformable

Golpe frontal: las fuerzas acción y reacción producen una deformación en forma de acordeón en la estructura, produciéndose un acortamiento de longitud de los lados por igual.

Golpe en un extremo del frontal: el punto de colisión es el lado del frontal de la estructura provocando en primer lugar la deformación de ese lado, con el otro lado ningún obstáculo le impide el paso tiende a seguir su trayectoria provocando el giro de la estructura, pero en todo caso siempre tendrá tendencia a girar menos el estructura indeformable.

La deformación total dependerá de energía de la colisión que a su vez depende de:

1. El ángulo y la dirección en esa producido el golpe.

2. La velocidad del vehículo en el momento de producirse la colisión.

3. La zona del vehículo que ha intervenido en la colisión.

4. Del área o superficie si la superficie que interviene es amplia por la deformación se reparten por toda la zona, en cambio si el vehículo se golpea contra una columna los desperfectos que se producen serán más graves, ya que el área es más reducida.

5.4. Efectos de una colisión en un vehículo autoportante

Los vehículos monocasco y autoportante poseen una gran rigidez posibilitando su deformación programada consiguiendo que el caso de colisión los efectos sobre la estructura de la carrocería se vaya reduciendo según avanzaba la deformación. A continuación se desarrollan para su análisis las siguientes colisiones:

Colisión frontal.

Colisión trasera.

Colisión lateral.

Colisión con vuelco.

5. 4. 1. Colisión frontal

Suponiendo que el vehículo colisión contra un muro el área de la carrocería que está en contacto directo con el muro sufre un cambio brusco de velocidad el resto del vehículo continúa moviéndose en la misma dirección provocando la deformación del área que está en contacto con el muro.

5. 4. 3. Colisión trasera

Si un vehículo es golpeado por la parte trasera por otro cuando está parado o cuando en una a una velocidad interior al vehículo que se golpea la masa del primero se convierte en una de fuerza activa contra el vehículo que está circulando a mayor velocidad provocándose deformaciones en ambas carrocerías.

En el momento del impacto la sección delantera del vehículo que golpea entrar en contacto con la sección trasera del golpeado, el vehículo golpeado puede ser desplazado. Se desarrollan dos posibles efectos:

• En el vehículo que recibe la colisión al tener mayor peso en la parte delantera la inercia mayor se crea en esta sección o poniéndose al desplazamiento de la sección central y trasera.

• En el vehículo que colisión a es al contrario además esta sección está más reforzada para poder soportar todo el peso.

5. 4. 3. Colisión lateral

En el momento del impacto en el vehículo estacionado comenzará a deformarse las puertas y el pilar central debido a la fuerza externa. El lateral del vehículo continúa que forma no se ha medida que la fuerza exterior le empuja, la sección central comienza a moverse en la misma ampliación que la multa exterior se está moviendo. Los extremos se resisten al movimiento mientras comienza a desplazarse lateralmente. La sección central del mismo comienza a moverse en más rápidamente, pero los extremos continuaron resistiéndose al movimiento.

5.4.4. Colisión con vuelco

Cuando el vehículo comienza a rodar el techo golpear el suelo en una de las esquinas del parabrisas, la junta de la viga y la parte central de la carrocería sufre un gran cambio de velocidad teniendo que soportar el peso del vehículo y la energía que todo el conjunto ha adquirido, provocando un gran desperfecto en el travesaño estructural del parabrisas y en la zona del casco superior. Debido a la resistencia del travesaño y del pilar central, el desplazamiento que se produce en esta zona se transmiten también hacia la zona interior e inferior.

5. 5. Efectos de una colisión en un vehículo con bastidor y carrocería

El bastidor es el que soportar todos los órganos mecánicos del vehículo y absorber las fuerzas de flexión y torsión que se producen en la marcha del vehículo.

La carrocería está unida al bastidor de distintas formas y pueden producir colisiones en puntos donde la carrocería esté poco dañada y en cambio el bastidor esté deformado dependiendo de la dirección y magnitud de la colisión.

Las deformaciones del bastidor se pueden agrupar en distintas categorías aunque en se pueden presentar varias a la vez:

• Desviación lateral.

• Hundimiento.

• Aplastamiento.

• Diamante.

• Torsión.

5.5.1. Desviación lateral

Es producida por una colisión en un lado de la carrocería provocando el desplazamiento lateral de los largueros respecto de su línea central. El desplazamiento se sitúa hacia el lado donde se ha producido la colisión, se puede observar que en la parte interior del larguero aparecen pliegues y posibles desajustes de puerta o capó.

5. 5. 2. Hundimiento

Tiene lugar cuando un área está en un plano inferior de la cota establecida. Suele producirse por un impacto frontal o trasero. El bastidor se deforma provocando pliegues que pueden desalinear los paneles de la carrocería aún que aparentemente no se aprecien deformaciones.

5. 5. 3. Aplastamiento

Se denomina aplastamiento cuando cualquier sección del bastidor está más corta que lo especificado en las cotas, casi siempre está acompañada por ello hundimiento del bastidor en otro punto distinto a la zona aplastada. Se produce por una colisión frontal o trasera.

5. 5. 4. Diamante

Es aquella en la que todo un lado del bastidor ha sido desplazado hacia atrás o hacia adelante respecto del otro lado. En éste tipo de deformación puede aparecer otros efectos como el aplastamiento y el hundimiento. Esta deformación es producida cuando ha existido una colisión muy fuerte en una zona retirada del centro.

5. 5. 5. Torsión

Se denomina así cuando un larguero del vehículo se encuentra más elevado que las medidas de cotas establecidas grave en el larguero puesto se encuentra más bajo nivel de lo indicado en las mismas. Esta deformación se produce cuando el vehículo colisión a contra el bordillo o la mediana a una velocidad elevada, o también cuando se produce una colisión con vuelco.

6. EQUIPO DE ENDEREZADO

6. 1. El banco del trabajo

Se denomina con éste nombre a la parte más rígida de la bancada, es el encargado de sujetar el vehículo y todos los útiles necesarios para realizar correctamente los trabajos de reparación y comprobación. Existen dos tipos de bancos:

• De bastidor elevado del suelo.

• De bastidor anclado al suelo.

6. 1. 1. Bastidor elevado del suelo

Está compuesto por una estructura rectangular en vigas en doble T o en U pero también las hay de sección cuadrada soldadas entre sí. La parte superior suele estar totalmente mecanizada para obtener una superficie plana de referencia. En los bordes tiene unos rieles o cremallera que sirven de a clase a distintos dispositivos y accesorios de la bancada.

Este tipo de bastidor se puede encontrar de distintas formas:

• Fijos: el bastidor se encuentra elevada sobre el suelo mediante algunas vigas que hacen de patas y que se encuentran atornilladas al suelo. Tiene el inconveniente que a realizarse cobra para el anclaje y nivelado del suelo.

• Móviles: el bastidor se encuentra elevado sobre el suelo pero apoyado sobre unas ruedas. Dependiendo del modelo las ruedas poder estar fijadas en las esquinas o desplazarse a lo largo de la bancada. La ventaja es que la bancada se puede trasladar a cualquier espacio del taller y no requieren ninguna obra en su instalación.

• Sobre elevador: el bastidor se encuentra sobre un elevador permitiendo al operario regular la altura de la carrocería y no requiere ninguna obra en su instalación.

6. 1. 2. De bastidor anclado al suelo

Es un sistema de bancada extendida para la reparación de vehículos de grandes dimensiones. Consiste en unos raíles empotrados en el suelo que hacen las veces el bastidor donde se pueden acoplar y anclar a lo largo de los raíles los distintos útiles y accesorios necesarios para la reparación. La ventaja principal que presenta esta bancada es que cuando no se utiliza el espacio queda totalmente libre, el inconveniente es que se requiere realizar obra para su instalación y si se quiere cambiar su ubicación los raíles no son recuperables.

6. 2. El sistema de anclaje

Todas las bancadas disponen de un sistema de anclaje para mantener la carrocería bien sujeta. El anclaje se realiza sujetar carrocería unos puntos previstos por el fabricante con una serie de mecanismos. Un vehículo mal amarrado puede provocar una deformación en la carrocería en puntos distintos de los provocados por la colisión, y puede ser el causante de un accidente en el proceso de trabajo.

6.3. El equipo de tracción

Está compuesto por equipos que utilizan la fuerza hidráulica para realizar los tiros de tracción o compresión, normalmente suelen ser gatos comandados por una bomba oleohidráulica o hidroneumática de gran impotencia cundo se suelen presentar accionando tres mecanismos distintos:

• Escuadras.

• Columnas.

• Tiros vectoriales.

6. 3. 1. Con escuadra

También llamado L, está compuesto por un cilindro hidráulico que es accionado con una bomba oleohidráulica o hidroneumática. Este cilindro une dos brazos qué formar una escuadra y poder vascular en su punto de unión, cuando el cilindro es sometido a presión provoca que los extremos libres de los brazos se separen.

6. 3. 2. Por columna

Adoptan otras denominaciones como torre de estiraje. El equipo está compuesto por:

• Una bomba hidroneumática.

• Cilindro hidráulico instalado en el interior de la columna.

• La columna principal que dispone en su parte inferior un sistema gran clase para fijarse a la bancada.

• La torre que es desplazada por el interior de la columna.

• El collar ese sistema de regulación de la altura del tiro.

El funcionamiento del equipo es muy simple, la cadena del tiro está fijada al collar, pasa por la torre y de nuevo atraviesa el collar con el lado opuesto en forma de polea donde se ancla a la carrocería para tirar de un punto el concreto.

La principal característica de este equipo es que la dirección de tiro permanece constante en todo su desplazamiento.

6. 3. 3. Por tiros vectoriales

Este equipo se basa en los sistemas de fuerza angulares donde se estudian los puntos de anclaje de la cadena de tiro para qué aplicando una única fuerza en cada polígono formado el punto deformado retorne a sus cotas originales.

El equipo más simple de este método está compuesto por un gato hidráulico de expansión, el accionaminento de estos gatos suele realizarse mediante una bomba hidroneumática.

6. 4. Equipo de medida

Existen distintas formas de comprobar la reparación de la carrocería:

• Empleando útiles específicos para el control de punto de la carrocería.

• Utilizando un sistema de medida universal que permite controlar los puntos de cualquier carrocería.

• Utilizando un sistema de medida basado en la comparación de los puntos simétricos de la carrocería.

En primer sistema se denomina control positivo o de útiles, está compuesto por una serie de calibres fijos para cada punto a comprobar, están diseñados por el fabricante de la bancada a partir de las dimensiones proporcionadas por el fabricante de vehículos. El segundo sistema se denomina de control universal o dimensional, su característica principal es que se puede medir por comparación o directamente cualquier punto de la carrocería de cualquier vehículo. El tercer sistema se basa en comprobar la estructura la carrocería comparando distancia entre los puntos simétricos existiendo en el mercado distintos útiles para este fin.

6. 5. Accesorios

Para realizar la reparación son necesarios otra serie de útiles para que pueda ser llevada a cabo de la forma más adecuada. los más utilizados se describen a continuación:

6. 5. 1. Cadenas

Están fabricadas para soportar la fuerza de tracción de los gatos hidráulicos que se incluyen en el aniquilamiento de la bancada. Las características que describen a una cadena son: la longitud, la fuerza de tracción que es capaz de soportar, el diámetro de los eslabones, y el sistema de anclaje en que tiene en sus extremos.

6. 5. 2. Eslinga textil

Es una cadena de fibra capaz de soportar la fuerza de tracción de los gatos hidráulicos incluidos en el equipamiento de la bancada. Tiene la ventaja de ser más ancha que en la cadena y no dejaron marca en la chapa donde realizar el tiro.

6. 5. 3. Uniones de cadena

Es un útil que se utiliza cuando es necesario prolongar dos cadenas.

6. 5. 4. Mordazas

Es el útil encargado de anclar la cadena en la zona donde se desea realizar el tiro. Existe una gran gama de mordazas con diferentes configuraciones:

Mordazas para realizar tiros rectos. Acoplando un útil a las mordazas anteriores se pueden realizar tiros desde cualquier ángulo, aunque existen mordazas que ya vienen preparadas para realizar este tipo de tiros. Doble mordaza para realizar tiros laterales sin que se revire. Mordazas autoblocantes que actuar de forma en ejercer la tracción se ajusta con más fuerza a la superficie acoplamiento. Mordazas diseñadas para salvar pestañas entrar en lugares estrechos y de difícil acceso. Mordazas finas, diseñadas para lugares estrechos, como pueden ser los largueros de la carrocería. Mordazas para enderezar techos cuyo punto de sujeción está reparado para fijarse el vierteaguas.

6. 5. 6. Reenvío

Es un útil que se utiliza para cambiar la dirección del tiro.

6. 5. 7. Plataforma rodante

Es un útil que se utiliza para trasladar vehículos que lleve las ruedas bloqueadas.

6. 5. 8. Cabrestante

Es un torno que tiene acoplado bancadas para subir los vehículos a la plataforma, al igual que resto de los cabrestantes utilizados en la industria puede ser manuales o eléctricos.

6. 5. 9. Pilar de apoyo

Se utiliza para poder elevar un punto de la carrocería cuando se encuentra en un elevador.

6. 5. 10. Placa de anclaje universal

Es una placa que disponen de múltiples orificios para que se pueda desarrollar o fijar en distintas zonas de la carrocería y realizar tiros rectos.

6. 5. 11. Elevador móvil

Es un elevador portátil que se emplea para montar la carrocería en la bancada con poder realizar diagnósticos.

6. 5. 12. Caballetes con ruedas

Son unos soportes con ruedas que sirven para poder desplazar la carrocería a la zona de reparación, dependiendo de su altura también se utilizan para desmontar la mecánica.

6. 5. 13. Caballetes individuales

Son unos soportes que se emplean para mantener el vehículo elevado mientras se introduce la bancada y proceder a su amarre.

6. 5. 14. Útil McPherson

Útil que se adapta a las torres de suspensión para efectuar tiros sin deformarlas.

6. 5. 15. Extensor mecánico

Son unos brazos extensibles que se utilizan para evitar la deformación de huecos de la carrocería cuando se realizaron los tiros.

6. 5. 16. Gancho de tracción universal

Es un útil diseñado para realizar los primeros tiros grandes daños.

6. 5. 17. Equipo hidráulico portátil

Está formado por unos gatos hidráulicos en cuyos extremos se pueden acoplar distintos adaptadores y extensiones para enderezar las zonas deformadas pudiendo usarse para comprimir, tensar o estirar las chapas en distintas posiciones y zonas.

6. 6. Otros tipos de bancadas

Además de las anteriores existe una gran variedad de bancadas, se detallan algunas de ellas:

6. 6. 1. Para vehículos industriales

Son bancadas cuyos principios son similares a los que se utilizan para los turismos salvo que sus estructuras son más robustas para poder realizar y soportar mayores esfuerzos fundó al igual existen bancadas de bastidor, elevado del suelo y bastidor anclado al suelo.

6. 6. 2. Minibancadas

Son bancadas reducido tamaño que se utilizan para efectuar reparaciones rápidas en deformaciones que no hayan afectado de manera importante la estructura del vehículo. Consiste en bastidor reducido tamaño e está instalado sobre un pantógrafo y disponen de un juego de mordazas de sujeción. Los tiros se realizan normalmente con un gato hidráulico en forma de L.

6. 6. 3. Bancadas plegables

Su funcionamiento es igual que las demás aunque con la peculiaridad que se puede plegar para qué ocupen menos espacio en el taller.

6. 6. 4. Conjunto de tracción simple

Para golpes que no afectan a la estructural de la carrocería pero en los que es necesario realizar diversos tiros para su reparación. Se pueden realizar con las mini bancadas o también con este conjunto de tracción simple compuesto por dos o cuatro caballetes que están unidos por una barra que sujeta las mordazas de sujeción. Sobre esta barra hace tope el gato hidráulico para realizar el tiro.

6. 7. Mantenimiento de los equipos de tracción

Es importante realizar una inspección de forma periódica reparado los posibles desperfectos o cambiando aquellos que no tengan reparación por exceso de desgaste o deformación. La inspección deberá realizarse siempre antes de utilizarse revisando los componentes hidráulicos y los componentes mecánicos.

7. DIAGNÓSTICO DE DAÑOS ESTRUCTURALES

7. 1. Las cotas de la carrocería

La carrocería del vehículo está diseñada mediante cotas que determinaron con exactitud todos y cada uno de los puntos basándose en una medición espacial donde cada punto estar definido por tres coordenadas (X,Y,Z).

La coordenada X representa la cota de anchura.

La coordenada Y representa la cota longitudinal.

La coordenada Z representa la cota vertical.

La información de las cotas existe y tica para cada marca del vehículo y para cada modelo y todas las cotas vienen acompañadas normalmente de su tolerancia dimensional. Los fabricantes de vehículos informaron de los puntos de control de la carrocería, a las zonas fusibles y todos sus puntos dimensionales tanto para una diagnósticos visual como para una comprobación con medición entre puntos.

Las obras se establecen partiendo de unas líneas principales de referencia que se utilizaron para dimensionar el vehículo en su plano horizontal, transversal y vertical, estas líneas son:

• Central.

• De referencia.

• Línea "0".

Línea central: es la línea que pasa longitudinalmente por el centro del vehículo, a partir de esta línea se define el ancho de vía, la distancia entre largueros y la distancia de los anclajes de la suspensión.

Línea "0" de la carrocería: es una línea perpendicular a la línea central que puede estar situada en diferentes posiciones a lo largo de este eje. A partir de esta línea se toma referencia para las cotas de longitud.

Línea de referencia: es una línea paralela a al plano del vehículo en sentido vertical y a partir de la cual se obtienen todas las dimensiones verticales.

7. 1. 1. Las fichas técnicas o de datos

Basándose en estas tres líneas citadas anteriormente cada fabricante de bancada o útil de medida ha desarrollado unas fichas técnicas o fichas de datos donde informaron al operario de las cotas de comprobación, los útiles a utilizar y la mejor forma de anclar la carrocería.

7. 2. Análisis visual de una colisión

El primer diagnóstico se debe realizar consiste en una abstención visual de todo el vehículo. La fuerza recibida por una colisión se presenten con agilidad por las zonas más resistentes en la carrocería afectando al final a los elementos más débiles que puede encontrarse en otras zonas del vehículo.

La inspección visual comenzará alejándose un poco del vehículo fijándose en el estado general de la carrocería y deduciendo como se produjo la colisión y las zonas afectadas. A continuación situarse más cerca del vehículo para observar y vivir las distintas holguras y los desniveles entre los elementos de la carrocería como capó, puertas, pilares, aletas, portón, etc., comparándolas con las cotas del manual de reparación del vehículo. Hay que tener en cuenta que en una colisión se pueden producir daños indirectos como consecuencia de la inercia de los objetos pesados que están anclados sobre monturas de goma, pudiendo deformar o golpear la zona adyacente. Eleve el vehículo y revise los puntos de deformación precalculados, pasé la mano por los largueros y observe si existen abolladuras o pliegues. Observar deformación en los largueros o en la plataforma. Si se observa deformación en los largueros o en la plataforma baje el vehículo y retiren las alfombras del habitáculo y del maletero para realizar una inspección visual de esta zona en la que pueden ocultar daños.

7. 3. Compás de varas

Es un útil de medida que se utilizan para una medición rápida y aproximada de la estructura de la carrocería o para medir determinadas zonas del vehículo. Está constituido por un tubo telescópico que incorpora en la escala graduada en milímetros, en cada extremo tiene un soporte por donde se desplaza perpendicularmente una varilla que también esta milimetrada y forma un ángulo de 90 grados respecto del tubo telescópico. La revisión con este judío se puede realizar por comparación o por medición.

7. 4. Sistema de medida "codhe"

Es una evolución del compás de varas. Con el ser pueden medir puntos simétricos del vehículo por comparación o utilizando las cotas de las fichas técnicas que acompañan al sistema de medida.

7. 5. Galgas de nivel

Se utiliza para detectar desalineamiento en la estructura mediante la instalación de varias galgas de nivele que se han instalado previamente en la base de la carrocería.

Para observar correctamente los calibres hay que tener en cuenta las siguientes indicaciones:

• Comprobar que están paralelos

• Los puntos elegidos para situar los calibres deben estar los más separados posible.

• La observación del pivote u objetivo debe realizarse con un solo ojo.

• Allí que asegurarse de que en los calibres están todos a la altura indicada en la ficha.

• No colgar los calibres en una pieza que pueda tener movimiento.

7. 6. Sujeción del vehículo en la bancada

La primera información que se debe comprobar será la distancia a la que hay que colocar las mordazas de agarre. A continuación se preparará el vehículo para sujetar lo con las mordazas, partiendo del centro del eje trasero marcar el lugar donde se debe anclar la primera mordaza, realizar la misma operación con la segunda mordaza y repetir la operación en el otro lado del vehículo. Bajar del todo la bancada y montar los brazos que sujetar las mordazas, colocar las mordazas en los brazos del soporte abriendo al máximo las pinzas. Subir el elevador asegurarse que las pinzas al encajado en la zona adecuada y una vez que todo está correcto agregar los tornillos de anclaje en el orden que indiquen las instrucciones de la bancada.

7. 7. Comprobación de la parte superior

Para estos casos se disponen de unos accesorios que se ponen al puente de medida y sirven para medir las cotas de cualquier punto exterior y elevado de la carrocería o para poder establecer su correcta posición por comparación de aquellos puntos exteriores que sean simétricos

7. 8. Sistema de medición informatizado

Este es uno de los más modernos sistemas de control de la carrocería posibilitando un comprendo diagnóstico de todas las cotas sin necesidad de tener grandes conocimientos de informática, permitiendo:

• Verificar todos los puntos de control.

• Verificar las partes externas de la carrocería.

• Controlar el desplazamiento de los puntos de control durante la reparación.

• Su utilización se puede dejar con el vehículo montado en la bancada, en un elevador o en el suelo.

• Medir puntos que no están en la ficha técnica por comparación.

• Imprimir toda la información que se solicite.

• Crear un historial del vehículo para futuras consultas.

7. 9. Sistema de medición por láser

Este sistema está basado en el uso de un haz de luz láser en tiene la propiedad de emitir un rayo luminoso con un diámetro constante. El equipo permite en la comprobación de los puntos de control con y sin mecánica montada, el aparato de medida reenvía los datos obtenidos vía infrarrojos al ordenador del cual calcula y para estos datos con la información de la ficha técnica. Cualquier diferencia de cotas se puede leer en la pantalla junto con la información complementaria que se indica así las medidas obtenidas se encuentran dentro de la tolerancia.

7. 10. Sistema de medición acústico

Este sistema se basa en la propiedad del sonido de aprobarse a una velocidad constante, lo cual hace que sea posible medir con exactitud el tiempo crear a las ondas en desplazarse entre dos puntos. De acuerdo al tiempo que transcurren desde la emisión hasta la recepción se determina la distancia entre ambos puntos. El equipo, similar al medida láser, pueden medir los puntos de control con y sin mecánica.

7. 11. Mantenimiento de los sistemas de medición

El mantenimiento de estos equipos no requiere procesos complicados, pero si respetar las siguientes normas:

• Limpiar el puente de medida, los adaptadores y los tubos de extensión después de cada uso.

• Guardar siempre las partes del sistema de medición en el carro o en un armario específico.

• Aceitar periódicamente las partes del deslizantes de las correderas.

• Al menos una vez al año o cuando se sospeche que el sistema de medición a sufrido daños deberá comprobar el equipo o con los medios indicados por el fabricante.

• No forzarle golpear ningún componente sistema.

8. VALORACIÓN DE LAS REPARACIONES

8. 1. Valoración de la reparación

El objetivo es determinar de la forma más exacta posible el alcance de las deformaciones y las piedras deformadas, con el fin de valorar la reparación y en ocasiones determinar la viabilidad de la reparación. Para proceder a la obtención de la relación de las piezas deformadas es conveniente en anotar las según se van viendo. En ocasiones la valoración total de la reparación no se puede realizar en ese momento debido a la sospecha que una vez iniciado el desmontaje de las piezas afectadas pueden aparecer determinados elementos que se encuentren deformados que habrá que sumar a la valoración previa.

La valoración de la reparación se realiza en un presupuesto donde se detallan dos conceptos:

• Coste del material.

• Consten del riesgo necesario para realizar la reparación.

De la suma de ambos factores dependerá el coste total de la reparación.

8. 1. 1. El tiempo de la reparación

El control del tiempo necesario para la realización de la reparación se puede efectuar mediante unos sistemas:

• Sistema centesimal: es el más utilizado, una hora está compuesta por 100 partes por tanto cada minuto se corresponde con 1,66 centésimas.

• Sistema sexagesimal: la hora está dividida en 12 unidades por o la unidad más pequeñas se corresponde con cinco minutos.

8. 2. Baremos de valoración de daños

Los baremos son listados de operaciones que incluyen un tiempo estimativo para la realización de cada operación. Existen dos tipos de baremos:

• Baremos en los que sólo incluyen el cambio de elementos.

• Baremos de reparación de elementos.

Los primeros son generalmente los editados por los distintos fabricantes de vehículos, contiene una información muy completa para poder reparar las carrocerías, pero si la reparación se tiene que realizar conformando los elementos no todos los fabricantes tienen desarrollados estas operaciones. Los segundos están editados por empresas involucradas en la reparación y seguridad del automóvil elaborando un baremo basado en el control y catalogación en donde se han analizado paso a paso el procedimiento de reparación el que la tecnología utilizada.

8. 3. La tecnología de la comunicación en las tasaciones

La valoración de una colisión conlleva normalmente en el vehículo en la estar varios días en el taller, una de la compañía de seguros tiene conocimiento de la colisión lo comunica al perito para ver las deformaciones producidas por la colisión y llegara a un acuerdo con el responsable del taller. Con el fin de contribuir a superar esos problemas y basándose en la red Internet de alta velocidad se están desarrollando varios sistemas de valoración de daños basados principalmente en la mutua colaboración entre el taller y las compañías aseguradoras. Los más representativos son:

Fototasación

Consiste en realizar una cámara fotográfica digital una serie de fotografías donde se pueda apreciar las deformaciones de la carrocería que serán enviadas acompañadas de los comentarios pertinentes a la compañía aseguradora, el asador revisar las imágenes y comentarios y autoriza la reparación.

Videoconferencia

El lugar desligar una cámara fotográfica seguirá una cámara de video. La principal ventaja consiste en que y filmando las deformaciones se puede realizar comentarios de logros observa y determinados detalles se pueden ampliar o resaltar.

Programas informáticos de autotasación

El sistema consiste en u el programa informático que incluyen una gran base de datos con los baremos de tiempo, de reparación y los predios de cada elemento en las distintas marcas y modelos de vehículos. Se introducen programa informático los datos del vehículo y la denominación de las piezas defectuosas, el programa analiza los datos y si no detecta anomalías en función de los parámetros establecidos da por buena la valoración unión.

Audatex

Es una herramienta de valoración de daños informatizada e identifica el vehículo, marca, modelo, fecha de fabricación, etc. que incluyen una gran base de datos con información de precios y tiempos de los fabricantes y empresas editoras de baremos para cada marca y modelo del vehículo.

8. 4. Las pólizas de seguros

La póliza de seguro es el contrato de seguro que los propietarios de los vehículos conciertan con una empresa donde se especifican las condiciones de cumplimiento, los derechos, las obligaciones y cobertura que tienen las personas aseguradas y su vehículo en función de la prima que se abona anualmente. Los seguros pueden ser:

Seguro obligatorio

Es obligatorio por ley para todos los vehículos a motor. Cubre los daños ocasionados con el vehículo a terceros, quedan excluidos: el c conductor, el propietario, el tomador del seguro y los familiares cercanos. Además cubre los daños personales causados a cualquier persona.

Seguro terceros o voluntario

La cantidad a pagar por el asegurado es un poco más elevada y llegara huyendo cualquier daño que se produzca a un tercero y se da de la cobertura de seguro obligatorio sin límite y los gastos de defensa civil en los tribunales.

Seguro todo riesgo

Además de cubrir todas las opciones del seguro a terceros cubre las reparaciones del vehículo propio o una indemnización en caso de que no se pueda reparar. Dentro de esta modalidad algunas compañías ofrecer un seguro a todo riesgo con franquicia, la póliza suele ser más barata pero en caso de que el vehículo tenga un accidente siendo el asegurado responsable ese aún a la cantidad fijada como franquicia para pagar la reparación y el resto del coste lo seguirá abonando la compañía de seguros.

9.TIROS DE TRACCIÓN

Introducción

En reparación se denomina tiros de tracción al proceso de restituir la parte deformada de la carrocería utilizando equipos de tracción. Consiste en aplicar en la misma dirección una fuerza de tracción igual a la fuerza que provocó la deformación en el sentido contrario, para llevar las zonas deformadas a sus cotas originales. La forma más sencilla de determinar dónde realizar los tiros correctamente es aplicar el sentido común e imaginar cómo se tiraría si se hiciera con las manos.

9. 1. Deformaciones simples en dos dimensiones

Se parte de una estructura cuadrada que presenta una colisión en la esquina superior izquierda provocando la deformación de esa zona, para localizar la dirección es la que se tienen aplicar la fuerza de tracción se procederá de la siguiente forma:

1. Medir las cotas del punto deformado.

2. Medir las cotas de ese punto sino estuviera deformado.

3. Trazar una línea que una a los dos puntos.

Después de los primeros tiros hay que comprobar la evolución del alineado puesto que si hubiera pedido más en una dirección que en otra entonces se deben tirar desde un punto que esté en la línea de prolongación del eje al que se quiere eliminar la deformación. Si la deformación producida en la colisión ha sido pronunciada es posible que sea necesario realizar varios tiros a la vez con

9. 2. Deformaciones simples en objetos tridimensionales.

La dirección del tiro se debe tener en cuenta las cotas originales y las cotas del punto deformado. La conformación de esa estructura se realiza midiendo las cotas del mundo deformado comparándolas con las cotas originales. La dirección inicial del tiro se encontrará en la unión de ambos puntos pero en sentido contrario a la fuerza que provocó la deformación.

Si la deformación se ha producido en una superficie amplia el tiro es necesario realizarlo en varios puntos a la vez se realizará de forma más rápida y segura.

Decidir el primer tiro es imaginar cómo si se hiciera con las manos trazando una línea imaginaria entre las cotas deformadas y las cotas originales aplicando fuerza en sentido contrario a la deformación cuando si las deformaciones es pequeña con éste tiro será suficiente para establecer las cotas originales, pero si la deformación es grande será necesario realizar varios tiros y comprobar con frecuencia las cotas y decidir la nueva dirección del tiro. Existen diversas formas realizar los tiros de tracción y para cada una a existe un equipo concreto. En ocasiones se tendrán utilizar la combinación de más de un método. Para reparar determinadas deformaciones se necesitan tirar progresivamente en más de una dirección, en estos casos es más práctico utilizar el sistema vectorial en los sistemas de fuerzas angulares.

9. 3. Sujeción, tensiones y sobretensiones

Analizada la deformación y determinada la dirección del tiro es muy importante realizar una buena sujeción del útil que va a aplicar la fuerza. La línea del tiro debe pasar por el centro de sujeción de la pinza o útil. Cuando se trabaja la chapa no es suficiente con devolverle sus cotas originales, en su interior puede que la estructura granular siga con distorsiones o incluso que al aplicar los tiros de enderezado se provoque el otras deformaciones que provocar un estado inestable que en una nueva colisión provocará que la chapa se deformen con mayor facilidad. La eliminación total de estas tensiones se consigue con la recristalizaciónde la estructura que consiste en que el metal deformado a aparecer nuevos núcleos de cristalización alrededor de los cuales surgen nuevos granos de los fragmentos de granos deformados o destruidos, la cual se produce en grados absolutos o Kelvin la mitad de la temperatura de fusión de dicho metal. Como el metal deformado no se debe calentar se debe disminuir la distorsión provocada por la deformación golpeando el metal en frío.

A realizar el tiro muchos granos recuperarán su estado inicial, otros necesitarán una energía adicional que provoque el deslizamiento para ayudarnos a volver a su estado natural. Está energía es transmitida por golpeteo del martillo cuando el equipo de tracción está realizando la fuerza ha conformadora.

10. PROCESO GENÉRICO DE REPARACIÓN EN BANCADA

10. 1. Planificación del trabajo

En este plan se entenderán en cuenta los siguientes puntos:

• Localizar el manual de reparación del vehículo.

• Localizar las fichas técnicas de la bancada.

• Analizar la extensión de la deformación que se ha producido en el vehículo.

• Determinar en viejas o elementos se tienden que en desmontar.

• Localizar y verificar el estado de los puntos de anclajes de las pinzas.

• Establecer las secuencias de cómo se van a efectuar los tiros de enderezado.

10. 2. Desmontaje de los elementos que puedan impedir o dificultar la reparación

Como norma a sólo se tiene que desmontar las piezas o elementos dificulten el acceso a las zonas que se han de reparar. Para tomar esta decisión analice en la deformación y su alcance, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:

• Si la deformación se ha producido en una zona en la que no hay elementos que puedan dificultar su reparación no desmonte nada.

• Si el mismo larguero que tiene la deformación sirve de soporte a otros elementos y si tiene dudas desmonte de momento los elementos atornilladas más fáciles de desmontar y observen de nuevo la deformación.

• Anote las piezas defectuosas que aparezcan en el desmontaje.

• Si la deformación impide desmontar piezas que son necesario desmontar desmonte de los elementos atornilladas que pueda y cuando realice el primer tiro y la traviesa no presione podrá desmontar el resto.

10. 3. Medidas de seguridad en el proceso de estirado

Antes de iniciar la reparación y en el transcurso de la misma hay que tener presentes constantemente las siguientes medidas de seguridad:

• Utilizar correctamente el equipo de estiraje acoplando para cada tiro el útil adecuado.

• Antes de realizar cualquier tiro asegurarse que el vehículo está bien anclado.

• Compruebe siempre que en las mordazas de anclaje y las distintas pinzas de tiro estar en buen estado.

• En los vehículos con lunas pegadas recordar que estás formando parte de la estructura del vehículo, por lo tanto no desmontarla antes de realizar los tiros previos de enderezado.

• Utilizar la cadena adecuada para cada tiro.

• Es preferible no prolongar las cadenas.

• Verifiquen que la cadena no está retorcida cuando realiza el esfuerzo.

• Conectar adecuadamente la cadena de seguridad antes de realizar el tiro.

• Como norma nunca se sitúe dentro del habitáculo cuando realice en los tiros.

• Utilizar guantes de cuero y calzado adecuado.

• Compruebe con frecuencia las dimensiones de la reparación para evitar pasarse de las cotas establecidas.

• Inicie los tiros de tracción lentamente observando los movimientos que se producen en la estructura y en las cadenas.

• Utilizar gafas de seguridad cuando manipule con el martillo de la cuña de bloqueo.

10. 4. Sujeción del vehículo en la bancada

La primera información que se necesita es la distancia a la que se debe colocar las mordazas, la sujeción de las mordazas se realiza en zonas resistentes indicadas en las fichas técnicas, normalmente en las pestañas de los estribos.

Partiendo del dentro del eje trasero del vehículo marcar la distancia a la que se debe sujetar la primera mordaza. A continuación marcar la distancia a la que debe sujetarse la segunda mordaza. Realizar esta operación en ambos lados del vehículo.

Montar los brazos que sujetar las mordazas en la bancada y posicionarlas a la medida indicada en la ficha técnica. Una vez colocados con el amarre a las medidas indicadas abrir totalmente las mordazas y subir el vehículo a la bancada utilizando los medios de los que se disponga. Esos medios pueden ser:

• Caballete fijo.

• Caballete con ruedas.

• Elevador fijo o móvil.

• Pantógrafo con ayuda de plataforma.

Las marcas realizadas anteriormente en el vehículo deben coincidir con el centro de las mordazas seguidamente apretar las mordazas.

10. 4. 1. Vehículos con bastidor y carrocería

En los vehículos con bastidor y carrocería separada la sujeción a la bancada no se puede realizar en las pestañas de los estribos, suele hacerse con útiles distintos. Como en los demás casos, viene indicadas en la ficha técnica de la bancada.

10. 4. 2. Vehículos dificultades en el amarre a la bancada

Si se necesita aplicar tiros de tracción laterales o verticales con grandes fuerzas se corre el riesgo de que los amarres instalados no sean suficientes para garantizar que no se produzcan daños en zonas que no estaban deformadas. Si la deformación de la carrocería se ha producido en la zona donde sea de amarrar una pinza la reparación debe de iniciarse en esa zona hasta conseguir que se sitúe en las cotas originales y la mordaza pueda anclar correctamente.

10. 5. Montaje y centrado del sistema de medida

Con la ficha delante y observando los bajos del vehículo elegir distintos puntos simétricos que no haya sufrido daños en la colisión. Es recomendable un mínimo de tres o cuatro puntos lo más alejados posible unos de otros. Sobre la ficha elegir las torres, los distanciales y los terminales necesarios para comprobar los puntos elegidos. Montar las torres en los puntos elegidos y comprobar las medidas de cada punto.

Una vez instaladas todas las torres de medida si se comprueba que no tienen la cota altura indicada en la ficha se puede subir bajar las mordazas hasta conseguir la medida indicada en la ficha, seguidamente se debe movilizar los brazos apretando las tuercas de bloqueo. En caso de que las medidas de anchura y longitud no coincidan es debido a que ese o esos puntos también han sido afectados.

10. 6. Selección de los puntos a controlar en la zona dañada

Centrado definitivamente el equipo de medida seleccionar los distintos puntos que a simple vista hayan sido afectados por la colisión. Cada punto seleccionado comprobar la medida de altura, anchura y longitud y comparando con las medidas indicadas en la ficha. Las variaciones existentes permitirán cuantificar la deformación y cómo se hace realizar los tiros para restablecer las cotas originales.

10. 7. Planificación de los tiros de enderezado y comprobación de las cotas

Realizado el diagnóstico de la deformación montar la escuadra en la zona elegida para iniciar la reparación. Sujetar la escuadra de tiro a la bancada de la forma indicada por el fabricante. Montar las mordazas de tiro en los puntos seleccionado para iniciar la reparación, observando cómo se desarrolla el enderezado de las arrugas y pliegues. Una vez realizado el tiro y antes de quitar la presión en la escuadra es necesario dar golpes en la zona que se está enderezado para eliminar o disminuir las tensiones internas del material. Los tiros se hace realizar el sentido contrario a la deformación pero como la carrocería no se reforma por igual a veces es necesario realizar tiros siguiendo direcciones diferentes. Algunas zonas pueden presentar de deformaciones que no sean reparables, en estos casos una vez realizado el primer estiraje la reparación se realiza sustituyendo las piezas o con un cambio de sección parcial.

10. 8. Montaje de los elementos de la carrocería que puedan servir de referencia para comprobar visualmente la correcta reparación del vehículo

Montar el cargo y las aletas comprobando de la separación entre ambos y que la separación entre la aleta y puerta también es la correcta. Si todas las verificaciones son positivas el vehículo está listo para pasar al proceso de reparación para el pintado.

1.DISEÑO DE LA CARROCERÍA 1

1. Introducción. 1

1.1. Concepción. 3

1.2. Diseño de la carrocería. 3

1.2.1. Cálculos de la estructura. 4

1.2.2. Cálculo de la resistencia. 5

1.2.3. Cálculo del comportamiento ante colisiones. 5

1.3. Creación de maquetas. 5

1.4. Construcción de prototipos. 6

1.5. Pruebas. 6

1.6. Fase de fabricación de la carrocería. 6

1.7. Materiales empleados en la fabricación de carrocerías. 7

1.7.1. Grupos materiales. 8

1.7.2. Aceros empleados en la fabricación de carrocerías del automóvil. 8

1.7.3. Metales no férreos y aleaciones ligeras. 11

1.7.4. Materiales plásticos. 12

1.8. Nuevas técnicas de fabricación. 17

2.CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS DE LA CARROCERIA 18

2.1. El concepto de energía cinética. 18

2.2. Concepto estructural de la carrocería. 19

2.2. Concepto estructural de la carrocería. 19

2.4. Tipos de vehículos según su construcción. 20

2.4.1. carrocería y chasis separados. 21

2.4.2. carrocería con plataforma chasis. 22

2.4.3. carrocería autoportante. 23

2.5. Aerodinámica. 24

2.5.1. Flujos de aire. 24

2.5.2. Coeficientes aerodinámicos. 25

2.5.3. Condiciones de diseño. 26

2.5.4. Aerodinámica activa. 26

2.5.6. túneles de viento. 27

2.6. Crash-Tests 28

2.6.1. Tipos de pruebas de choque. 28

2.6.2. Impacto frontal 29

2.6.3. Impacto lateral. 29

2.6.4. Impacto trasero. 30

2.6.5. Vuelco. 30

2.6.6. Prevención contra el riesgo de incendio. 31

2.6.7. Los maniquíes (dummies). 31

2.6.8. Las instalaciones. 32

3. LA SEGURIDAD EN EL AUTOMÓVIL 33

3.1. Seguridad pasiva. 33

3.1.1. Plan de seguridad pasiva de la carrocería autoportante. 34

3.1.2. Dispositivos de seguridad pasiva. 39

3.1.3. Seguridad de los peatones. 43

3.1.4. Seguridad infantil 44

3.2. Seguridad activa 44

3.2.1 comportamiento dinámico del vehículo 45

3.2.2. Descripción de sistemas 46

3.2.3. Desarrollos ayudar la conducción 48

3.3. Seguridad preventiva 49

3.1. La visibilidad 49

3.3.2. Ergonomía 50

3.3.3. El confort 50

4. ANALISIS DE SISTEMAS DE FUERZAS 51

4.1. Fuerzas 51

4 .2. Relación entre las fuerzas y los movimientos 51

4.2.1. Principio de inercia 51

4.2.2. Principio de aceleración 51

4.2.3. Principios de acción y reacción 51

4.3. Carácter vectorial de la fuerza 52

4.4. Sistemas de fuerzas 52

4.5. Fuerzas en la misma dirección 52

4.6. Fuerzas angulares 52

4.7. Fuerzas con direcciones paralelas 53

4.7.1. En el mismo sentido 53

4.7.2. En sentido contrario 53

4.7.3. Par de fuerzas 53

4.8. Momento de una fuerza 53

5. INFLUENCIA DE UNA COLISION EN UN VEHÍCULO 54

5.1. Efecto de las fuerzas en el metal 54

5.2. Las fuerzas intervienen en una colisión 54

5.2.1. Estructura muy resistente a deformación 54

5. 2. 2. Estructura deformable 55

5.4. Efectos de una colisión en un vehículo autoportante 55

5. 4. 1. Colisión frontal 55

5. 4. 3. Colisión trasera 55

5. 4. 3. Colisión lateral 56

5.4.4. Colisión con vuelco 56

5. 5. Efectos de una colisión en un vehículo con bastidor y carrocería 56

5.5.1. Desviación lateral 57

5. 5. 2. Hundimiento 57

5. 5. 3. Aplastamiento 57

5. 5. 4. Diamante 57

5. 5. 5. Torsión 57

6. EQUIPO DE ENDEREZADO 58

6. 1. El banco del trabajo 58

6. 1. 1. Bastidor elevado del suelo 58

6. 1. 2. De bastidor anclado al suelo 58

6. 2. El sistema de anclaje 59

6.3. El equipo de tracción 59

6. 3. 1. Con escuadra 59

6. 3. 2. Por columna 59

6. 3. 3. Por tiros vectoriales 60

6. 4. Equipo de medida 60

6. 5. Accesorios 60

6. 5. 1. Cadenas 60

6. 5. 2. Eslinga textil 60

6. 5. 3. Uniones de cadena 61

6. 5. 4. Mordazas 61

6. 5. 6. Reenvío 61

6. 5. 7. Plataforma rodante 61

6. 5. 8. Cabestrante 61

6. 5. 9. Pilar de apoyo 61

6. 5. 10. Placa de anclaje universal 61

6. 5. 11. Elevador móvil 61

6. 5. 12. Caballetes con ruedas 62

6. 5. 13. Caballetes individuales 62

6. 5. 14. Útil McPherson 62

6. 5. 15. Extensor mecánico 62

6. 5. 16. Gancho de tracción universal 62

6. 5. 17. Equipo hidráulico portátil 62

6. 6. Otros tipos de bancadas 62

6. 6. 1. Para vehículos industriales 62

6. 6. 2. Minibancadas 62

6. 6. 3. Bancadas plegables 63

6. 6. 4. Conjunto de tracción simple 63

6. 7. Mantenimiento de los equipos de tracción 63

7. DIAGNÓSTICO DE DAÑOS ESTRUCTURALES 64

7. 1. Las cotas de la carrocería 64

7. 1. 1. Las fichas técnicas o de datos 64

7. 2. Análisis visual de una colisión 64

7. 3. Compás de varas 65

7. 4. Sistema de medida "codhe" 65

7. 5. Galgas de nivel 65

7. 6. Sujeción del vehículo en la bancada 66

7. 7. Comprobación de la parte superior 66

7. 8. Sistema de medición informatizado 66

7. 9. Sistema de medición por láser 66

7. 10. Sistema de medición acústico 67

7. 11. Mantenimiento de los sistemas de medición 67

8. VALORACIÓN DE LAS REPARACIONES 68

8. 1. Valoración de la reparación 68

8. 1. 1. El tiempo de la reparación 68

8. 2. Baremos de valoración de daños 68

8. 3. La tecnología de la comunicación en las tasaciones 69

8. 4. Las pólizas de seguros 69

9.TIROS DE TRACCIÓN 71

9. 1. Deformaciones simples en dos dimensiones 71

9. 2. Deformaciones simples en objetos tridimensionales. 71

9. 3. Sujeción, tensiones y sobretensiones 72

10. PROCESO GENÉRICO DE REPARACIÓN EN BANCADA 73

10. 1. Planificación del trabajo 73

10. 2. Desmontaje de los elementos que puedan impedir o dificultar la reparación 73

10. 3. Medidas de seguridad en el proceso de estirado 73

10. 4. Sujeción del vehículo en la bancada 74

10. 4. 1. Vehículos con bastidor y carrocería 74

10. 4. 2. Vehículos dificultades en el amarre a la bancada 74

10. 5. Montaje y centrado del sistema de medida 75

10. 6. Selección de los puntos a controlar en la zona dañada 75

10. 7. Planificación de los tiros de enderezado y comprobación de las cotas 75

10. 8. Montaje de los elementos de la carrocería que puedan servir de referencia para comprobar visualmente la correcta reparación del vehículo 75