Un parachoques es una estructura unida o integrada con los extremos delantero y trasero de un vehículo de motor , para absorber el impacto en una colisión menor, idealmente minimizando los costos de reparación. [1] Los parachoques rígidos de metal aparecieron en los automóviles ya en 1904 que tenían una función principalmente ornamental. [2] Numerosos desarrollos, mejoras en materiales y tecnologías, así como un mayor enfoque en la funcionalidad para proteger los componentes del vehículo y mejorar la seguridad, han cambiado los parachoques a lo largo de los años. Los parachoques minimizan idealmente los desajustes de altura entre los vehículos y protegen a los peatones de lesiones . Se han promulgado medidas reglamentarias para reducir los costos de reparación de vehículos y, más recientemente, el impacto en los peatones.
Historia
Los parachoques eran al principio barras de metal rígidas. [3] George Albert Lyon inventó el primer parachoques de automóvil. El primer parachoques apareció en un vehículo en 1897 y fue instalado por Nesselsdorfer Wagenbau-Fabriksgesellschaft, un fabricante de automóviles checo. La construcción de estos parachoques no era confiable, ya que presentaban solo una función estética. Los primeros propietarios de automóviles reemplazaron el perno de suspensión de resorte delantero por uno lo suficientemente largo como para poder sujetar una barra de metal. [2] GD Fisher patentó un soporte de parachoques para simplificar la fijación del accesorio. [2] El primer parachoques diseñado para absorber impactos apareció en 1901. Estaba hecho de caucho y Frederick Simms obtuvo la patente de esta invención en 1905. [4]
Los fabricantes de automóviles agregaron parachoques a mediados de la década de 1910, pero consistían en una tira de acero en la parte delantera y trasera. [5] A menudo tratados como un accesorio opcional, los parachoques se volvieron cada vez más comunes en la década de 1920 a medida que los diseñadores de automóviles los hacían más complejos y sustanciales. [5] Durante las siguientes décadas, los parachoques cromados se volvieron pesados, elaborados y cada vez más decorativos hasta finales de la década de 1950, cuando los fabricantes de automóviles estadounidenses comenzaron a establecer nuevas tendencias de parachoques y diseños específicos de la marca. [5] La década de 1960 vio el uso de parachoques en forma de cuchilla cromados más livianos con una cenefa de metal pintado que llenaba el espacio debajo. [5] La construcción de varias piezas se convirtió en la norma, ya que los fabricantes de automóviles incorporaron rejillas , iluminación e incluso escape trasero en los parachoques.
En el Pontiac GTO de 1968 , General Motors incorporó un parachoques delantero de plástico del color de la carrocería "Endura" diseñado para absorber el impacto a baja velocidad sin deformación permanente. Apareció en un anuncio de televisión con John DeLorean golpeando el parachoques con un mazo y no resultó ningún daño. [6] Parachoques elastoméricos similares estaban disponibles en la parte delantera y trasera del Plymouth Barracuda 1970-71 . [7] En 1971, Renault introdujo un parachoques de plástico ( compuesto de moldura de lámina ) en el Renault 5 . [8]
La práctica de diseño actual es que la estructura del parachoques en los automóviles modernos consista en una cubierta de plástico sobre una barra de refuerzo hecha de acero, aluminio, compuesto de fibra de vidrio o plástico. [9] Los parachoques de la mayoría de los automóviles modernos se han fabricado con una combinación de policarbonato (PC) y acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) llamado PC / ABS. [ cita requerida ]
Física
Los parachoques ofrecen protección a otros componentes del vehículo al disipar la energía cinética generada por un impacto . Esta energía es una función de la masa y la velocidad del vehículo al cuadrado . [10] La energía cinética es igual a la mitad del producto de la masa por el cuadrado de la velocidad. En forma de fórmula:
Un parachoques que protege los componentes del vehículo de daños a 5 millas por hora debe ser cuatro veces más fuerte que un parachoques que protege a 2.5 millas por hora, con la disipación de energía de colisión concentrada en la parte delantera y trasera extremas del vehículo. Pequeños aumentos en la protección del parachoques pueden provocar un aumento de peso y una pérdida de eficiencia de combustible .
Hasta 1959, esta rigidez se consideraba beneficiosa para la seguridad de los ocupantes entre los ingenieros automotrices . [11] Las teorías modernas sobre la resistencia a los choques de los vehículos apuntan en la dirección opuesta, hacia vehículos que se desmoronan progresivamente . [12] Un vehículo completamente rígido podría tener una excelente protección de parachoques para los componentes del vehículo, pero ofrecería poca seguridad a los ocupantes . [13]
Seguridad peatonal
Los parachoques se diseñan cada vez más para mitigar las lesiones de los peatones atropellados por automóviles, por ejemplo, mediante el uso de cubiertas de parachoques fabricadas con materiales flexibles. Los parachoques delanteros, especialmente, se han bajado y se han fabricado con materiales más blandos, como espumas y plásticos aplastables, para reducir la gravedad del impacto en las piernas. [14]
Desajustes de altura
En el caso de los vehículos de pasajeros, la altura y la ubicación de los parachoques se especifican legalmente en las normativas de EE. Los parachoques no protegen contra colisiones de velocidad moderada, porque durante el frenado de emergencia, la suspensión cambia el paso de cada vehículo, por lo que los parachoques pueden evitarse entre sí cuando los vehículos chocan. Las superficies de parachoques extremadamente altas pueden evitar la anulación y la anulación. [15] La suspensión activa es otra solución para mantener el vehículo nivelado.
La altura del parachoques desde la superficie de la carretera es importante para activar otros sistemas de protección. Los sensores de despliegue de las bolsas de aire normalmente no se activan hasta que entran en contacto con una obstrucción, y es importante que los parachoques delanteros sean las primeras partes de un vehículo en hacer contacto en caso de una colisión frontal, para dejar tiempo suficiente para inflar los cojines protectores. [dieciséis]
Las zonas de aplastamiento que absorben energía son completamente ineficaces si se eluden físicamente; Un ejemplo extremo de esto ocurre cuando la plataforma elevada de un tractor-remolque no alcanza por completo el parachoques delantero de un automóvil de pasajeros, y el primer contacto es con el parabrisas de vidrio del compartimiento de pasajeros.
Camión contra automóvil
Las colisiones por debajo del motor, en las que un vehículo más pequeño, como un sedán de pasajeros, se desliza debajo de un vehículo más grande, como un tractor-remolque, a menudo resultan en lesiones graves o muertes. La plataforma de un camión con remolque típico está a la altura de la cabeza de los adultos sentados en un automóvil de pasajeros típico y puede causar un traumatismo craneoencefálico severo incluso en una colisión de velocidad moderada. Alrededor de 500 personas mueren de esta manera en los Estados Unidos anualmente. [17]
Tras la muerte en junio de 1967 de la actriz Jayne Mansfield en un accidente de automóvil o camión, la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras de EE. UU . Recomendó que se requiera un protector antiempotramiento trasero, también conocido como "barra Mansfield", " barra ICC " o "DOT ( Departamento de Transporte) parachoques ". [18] [19] Estos no pueden estar a más de 22 pulgadas (56 cm) de la carretera. La industria del transporte por carretera de EE. UU. Ha tardado en actualizar esta característica de seguridad, [16] y no existen requisitos para reparar las barras ICC dañadas durante el servicio. [20] Sin embargo, en 1996, la NHTSA mejoró los requisitos para la estructura de prevención de los bajos traseros en los remolques de camiones, y Transport Canada fue más allá con un requisito aún más estricto para los guardabarros traseros que absorben energía. [21] En julio de 2015, la NHTSA emitió una propuesta para mejorar los requisitos de rendimiento de EE. UU. Para los protectores contra bajos. [22]
Muchas naciones europeas también han requerido protectores contra bajos laterales para mitigar las colisiones letales en las que el automóvil impacta contra el camión desde un costado. [17] En Japón, EE. UU. Y Canadá se utilizan diversos tipos de protectores laterales inferiores de esta naturaleza. [23] Sin embargo, no se requieren en los Estados Unidos. [17]
El Reglamento 58 de la ONU establece los requisitos para los dispositivos de protección trasera contra empotramiento (RUPD) y su instalación, entre los cuales se encuentra que los camiones y remolques de varios tipos deben tener dichos dispositivos con una altura sobre el suelo no superior a 45 cm (17,7 pulgadas), 50 cm ( 19,7 pulg.) O 55 cm (21,7 pulg.). [24]
SUV contra coche
Los desajustes entre las alturas de los parachoques de los SUV y las vigas de impacto lateral de los automóviles de pasajeros han permitido lesiones graves a velocidades relativamente bajas. [16] [25] En los Estados Unidos, la NHTSA está estudiando cómo abordar este problema a partir de 2014.[actualizar]. [26]
Más allá de las interacciones letales, los costos de reparación de las colisiones entre automóviles de pasajeros y SUV también pueden ser significativos debido al desajuste de altura. [27] Este desajuste puede resultar en que los vehículos se dañen tan severamente que sean inoperables después de colisiones a baja velocidad. [28]
Regulación
En la mayoría de las jurisdicciones, los parachoques son obligatorios en todos los vehículos. Las regulaciones para los parachoques de los automóviles se han implementado por dos razones: para permitir que el automóvil sufra un impacto a baja velocidad sin dañar los sistemas de seguridad del vehículo y para proteger a los peatones de lesiones. Estos requisitos están en conflicto: los parachoques que resisten bien los impactos y minimizan los costos de reparación tienden a lesionar más a los peatones, mientras que los parachoques amigables con los peatones tienden a tener costos de reparación más altos. [29]
Aunque los sistemas de parachoques de un vehículo están diseñados para absorber la energía de las colisiones a baja velocidad y ayudar a proteger la seguridad del automóvil y otros componentes costosos ubicados cerca, la mayoría de los parachoques están diseñados para cumplir solo con los estándares reglamentarios mínimos. [30]
Estándares internacionales
La mayoría de los países fuera de América del Norte han adoptado ahora las normas de seguridad internacionales , originalmente concebidas como normas europeas bajo los auspicios de las Naciones Unidas . Estos especifican que los sistemas de seguridad de un automóvil aún deben funcionar normalmente después de un péndulo recto o un impacto de barrera móvil de 4 km / h (2.5 mph) en la parte delantera y trasera, y en las esquinas delanteras y traseras de 2.5 km / h. (1,6 mph) a 45,5 cm (18 pulgadas) sobre el suelo con el vehículo cargado o descargado. [26] [31]
Seguridad peatonal
Los países europeos han implementado regulaciones para abordar el problema de las 270.000 muertes anuales en accidentes automovilísticos o de peatones en todo el mundo . [14]
Barras de toro
Los parachoques especializados, conocidos como " barras de seguridad" o "barras de protección", protegen a los vehículos en entornos rurales de las colisiones con animales grandes. Sin embargo, los estudios han demostrado que tales barras aumentan la amenaza de muerte y lesiones graves a los peatones en entornos urbanos, [32] porque la barra parachoques es rígida y transmite toda la fuerza de una colisión al peatón, a diferencia de un parachoques, que absorbe algo de fuerza. y se arruga. En la Unión Europea , se ha prohibido la venta de barras parachoques de metal rígido que no cumplan con las normas de seguridad de protección de peatones relevantes. [33]
Parachoques todoterreno
Los vehículos todoterreno a menudo utilizan parachoques todoterreno del mercado de accesorios hechos de metal de gran calibre para mejorar el espacio libre (altura sobre el terreno), maximizar los ángulos de salida, limpiar neumáticos más grandes y garantizar una protección adicional. Similar o idéntico a las barras de seguridad, los parachoques todoterreno tienen una construcción rígida y no absorben (por deformación plástica) ninguna energía en una colisión, lo cual es más peligroso para los peatones que los parachoques de plástico de fábrica. La legalidad de los parachoques todoterreno del mercado de accesorios varía según la jurisdicción.
Estados Unidos
Las regulaciones de parachoques en los Estados Unidos se enfocan en prevenir que los accidentes de baja velocidad perjudiquen la operación segura del vehículo, limitando el daño a los componentes del vehículo relacionados con la seguridad y conteniendo los costos de reparación después de un choque. [34] [35]
Primeros estándares 1971
Parachoques delanteros y traseros en los autos con plataforma Chrysler A antes (izquierda, 1971) y después (derecha, 1974) entró en vigencia el estándar de parachoques de 5 mph en EE. UU. Los parachoques de 1974 sobresalen más de la carrocería y el trasero ya no contiene las luces traseras . |
En 1971, la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de EE. UU . (NHTSA) emitió la primera regulación del país aplicable a los parachoques de los automóviles de pasajeros. El Estándar Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados No. 215 (FMVSS 215), "Protección exterior", entró en vigencia el 1 de septiembre de 1972, cuando la mayoría de los fabricantes de automóviles comenzarían a producir sus vehículos modelo del año 1973. [36] La norma prohíbe el daño funcional a componentes específicos relacionados con la seguridad, como los faros y los componentes del sistema de combustible cuando el vehículo se somete a pruebas de choque de barrera a 5 millas por hora (8 km / h) para la parte delantera y 2,5 mph (4 km / h). h) para sistemas de parachoques trasero. [37] Los requisitos eliminaron efectivamente los diseños de parachoques de automóviles que presentaban componentes integrales de iluminación automotriz , como luces traseras.
En octubre de 1972, el Congreso de los Estados Unidos promulgó la Ley de Ahorro de Costos e Información de Vehículos Motorizados (MVICS), que requería que la NHTSA emitiera un estándar de parachoques que produzca la "máxima reducción factible de costos para el público y el consumidor". [38] Los factores considerados incluyeron los costos y beneficios de la implementación, el efecto de la norma en los costos de seguros y honorarios legales, el ahorro de tiempo e inconvenientes para el consumidor, así como consideraciones de salud y seguridad. [36] Los automóviles de pasajeros modelo 1973 vendidos en los Estados Unidos utilizaban una variedad de diseños. Varían desde versiones no dinámicas con protectores de goma maciza, hasta diseños "recuperables" con amortiguadores telescópicos llenos de aceite y nitrógeno. [39]
Los estándares se endurecieron aún más para los automóviles de pasajeros del año modelo 1974, con parachoques delantero y trasero de altura estandarizada que podían soportar impactos en ángulo a 5 millas por hora (8 km / h) sin dañar las luces del automóvil, el equipo de seguridad, y motor. No había ninguna disposición en la ley para que los consumidores 'optaran por no participar' de esta protección. [36]
Efecto regulador sobre el diseño
Las regulaciones especificaban el rendimiento del parachoques; no prescribieron ningún diseño de parachoques en particular. Sin embargo, muchos autos para el mercado estadounidense estaban equipados con parachoques voluminosos, masivos y salientes para cumplir con el estándar de parachoques de 5 millas por hora vigente desde 1973 hasta 1982. [36] [40] Esto a menudo significaba una longitud total adicional del vehículo. , así como nuevos diseños delanteros y traseros para incorporar los parachoques absorbentes de energía más fuertes, agregando peso a las extremidades del vehículo. [36] [41] Los automóviles de pasajeros presentaban paneles de relleno flexibles que ocultaban los espacios entre los parachoques y la carrocería del automóvil, lo que los hacía tener un "aspecto macizo y bloqueado". [42] Sin embargo, otros diseños de parachoques también cumplieron los requisitos. El cupé AMC Matador de 1973 tenía parachoques independientes con polainas de goma solo para ocultar los amortiguadores retráctiles. [42] Los parachoques "Endura", que cumplen con las regulaciones pero están estrechamente integrados en la carrocería delantera, se usaron en modelos como el Pontiac Grand Am a partir de 1973, [43] y el Chevrolet Monte Carlo a partir de 1978, con una masa significativamente menor. que los pesados parachoques de acero cromado con amortiguadores de energía de impacto separados. [44]
Estados Unidos (izquierda) y resto del mundo (derecha) | |
Parachoques delanteros en Mercedes-Benz W116 (arriba), BMW E28 5 Series (centro), Lamborghini Countach (abajo). Los parachoques estadounidenses son más grandes y sobresalen más de la carrocería. |
Las regulaciones de parachoques se aplicaron a todos los automóviles de pasajeros, tanto de fabricación estadounidense como importados. Con excepciones que incluyen el Volvo 240 , el Porsche 911 y el Rolls-Royce Silver Shadow , los fabricantes de automóviles europeos y asiáticos tendían a colocar parachoques compatibles solo en los automóviles destinados a los mercados de EE. UU. Y Canadá donde se aplicaban las regulaciones. Esto significaba que sus autos con especificaciones norteamericanas tendían a verse diferentes a las versiones del mismo modelo que se venden en otros lugares.
Los requisitos de altura de los parachoques de EE. UU. Hicieron que algunos modelos, como el Citroën SM , no fueran elegibles para la importación a los Estados Unidos. A diferencia de las normativas de seguridad internacionales, las normativas de EE. UU. Se redactaron sin una disposición para la suspensión hidroneumática . [45]
Normas de cero daños 1976
Los requisitos promulgados bajo MVICS se consolidaron con los requisitos de la Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados Número 215 (FMVSS 215, "Protección Exterior de Vehículos") y se promulgaron en marzo de 1976. Esta nueva norma de parachoques se colocó en el Código de Regulaciones Federales de los Estados Unidos en 49 CFR 581, separado de los Estándares Federales de Seguridad de Vehículos Motorizados en 49CFR571. Los nuevos requisitos, aplicables a los automóviles de pasajeros del año modelo 1979 , se denominaron estándar de "Fase I". Al mismo tiempo, se promulgó un requisito de cero daños, la "Fase II", para los sistemas de parachoques en los automóviles de 1980 y más nuevos. Los requisitos más rigurosos se aplicaron a los modelos de vehículos de 1980 a 1982; Se requirieron pruebas de colisión de péndulo y barrera delantera y trasera de 5 millas por hora (8 km / h), y no se permitió ningún daño al parachoques más allá de una abolladura de 3 ⁄ 8 pulgadas (10 mm) y Desplazamiento de 19 mm ( 3 ⁄ 4 in) desde la posición original del parachoques. [46]
Los automóviles "cruzados" con tracción en las cuatro ruedas, como el AMC Eagle, se clasificaron como vehículos o camiones polivalentes y, por lo tanto, estaban exentos de las normas de parachoques de los automóviles de pasajeros. [47]
Rigurosidad reducida en 1982
La administración Reagan recientemente elegida se había comprometido a utilizar el análisis de costo-beneficio para reducir las cargas regulatorias sobre la industria, que impactaron este estándar. [48]
Como se analiza en detalle en Física , antes de 1959, la gente creía que cuanto más fuerte era la estructura, incluidos los parachoques, más seguro era el automóvil. Un análisis posterior condujo a la comprensión de las zonas de deformación , en lugar de una construcción rígida que resultó mortal para los pasajeros, porque la fuerza del impacto se dirigió directamente al interior del vehículo y al pasajero. [11]
NHTSA modificó el estándar de parachoques en mayo de 1982, reduciendo a la mitad las velocidades de prueba de choque delantero y trasero para 1983 y los parachoques de automóviles más nuevos de 5 millas por hora (8 km / h) a 2.5 millas por hora (4 km / h), y el choque de esquina velocidades de prueba de 3 millas por hora (5 km / h) a 1,5 millas por hora (2 km / h). [49] Además, el requisito de cero daños de la Fase II se redujo a las asignaciones de daños de la Fase I. Al mismo tiempo, se estableció un requisito de altura del parachoques de los automóviles de pasajeros de 16 a 20 pulgadas (41 a 51 cm) para los pasajeros. carros. [46]
La NHTSA evaluó los resultados de su cambio en 1987, y señaló que resultó en un menor peso y costos de fabricación, compensados por mayores costos de reparación. [50]
A pesar de estos hallazgos, los grupos de consumidores y de seguros condenaron el debilitado estándar de los parachoques. Presentaron el argumento de que la norma de 1982 aumentaba los costos generales del consumidor sin ningún beneficio concomitante, excepto para los fabricantes de automóviles. [38] [51] [52] [53] En 1986, Consumers Union solicitó a la NHTSA que volviera a la norma de la Fase II y divulgara información sobre la resistencia de los parachoques a los consumidores. En 1990, NHTSA rechazó esa petición. [54]
Se crea una falla del mercado cuando los consumidores no tienen la información para elegir automóviles en función de mejores o peores costos de reparación. En los Estados Unidos, esta brecha es ayudada por el Instituto de Seguros para la Seguridad en las Carreteras , que somete a los vehículos a pruebas de barrera de baja velocidad (6 mph o 9,7 km / h) y publica los costos de reparación. [55] Los fabricantes de automóviles que obtengan buenos resultados en estas pruebas los darán a conocer. [56]
A modo de ejemplo, en 1990, el Instituto de Seguros para la Seguridad en las Carreteras realizó cuatro pruebas de choque en tres ejemplos de años diferentes del Plymouth Horizon . Los resultados ilustraron el efecto de los cambios en la reglamentación de los parachoques de los Estados Unidos (costos de reparación expresados en dólares de los Estados Unidos de 1990 ): [54]
- Horizonte de 1983 con parachoques Phase-II de 5 mph: $ 287
- Horizonte de 1983 con parachoques Phase-I de 2.5 mph: $ 918
- Horizonte de 1990: $ 1,476
Canadá
El estándar de parachoques de Canadá, promulgado por primera vez al mismo tiempo que el de los Estados Unidos, fue generalmente similar a la regulación estadounidense de 8 km / h (5 mph). Canadá imitó la legislación de diseño estadounidense en esta área, pero no la modificó a 4 km / h (2,5 mph) según el análisis de costo-beneficio de 1982 . [57]
Algunos fabricantes de automóviles optaron por proporcionar parachoques con especificaciones canadienses más fuertes en todo el mercado norteamericano, mientras que otros optaron por proporcionar parachoques más débiles en el mercado estadounidense, otro obstáculo para la importación privada de vehículos entre los Estados Unidos y Canadá. [58]
A principios de 2009, la regulación de Canadá cambió para armonizar con las normas federales de EE. UU. Y las regulaciones internacionales de ECE . [59] Al igual que en los EE. UU., Los grupos de protección al consumidor estaban molestos con el cambio, mientras que los reguladores canadienses sostuvieron que la velocidad de prueba de 4 km / h (2.5 mph) se usa en todo el mundo y es más compatible con la protección mejorada de peatones en choques entre vehículos y peatones . [60]
Ver también
- Seguridad automovilística
- Pegatina para el parachoques
- Análisis coste-beneficio
- Resistencia al impacto
- Fracaso del gobierno
- Cabezal
- Falla de mercado
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La reducción de la velocidad dividida por el tiempo durante el cual tiene lugar define la desaceleración. Las fuerzas que producen lesiones son proporcionales a la desaceleración experimentada por el ocupante. La protección de los ocupantes tiene como objetivo reducir estas fuerzas extendiendo los cambios de velocidad de los ocupantes durante períodos más prolongados. La mejor protección teórica sería que el ocupante redujera la velocidad desde la velocidad inicial del vehículo a velocidad cero con una desaceleración constante utilizando toda la distancia entre el cuerpo del ocupante y el punto de impacto del vehículo. En el ejemplo anterior de una velocidad inicial de 50 km / h, y asumiendo que el conductor está sentado 2.5 m detrás del parachoques delantero, la desaceleración promedio resultante sería 4 G, incómoda pero poco probable que produzca incluso una lesión menor.
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Pero en 1974, todo cambió: las nuevas regulaciones estadounidenses impusieron nuevos parachoques e hicieron casi imposible comercializar un automóvil con altura de suspensión variable sin modificaciones técnicas pesadas y muy costosas. Citroën tuvo que tirar la toalla en Estados Unidos tras esperar en vano una dispensa.
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Otras lecturas
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- Claybrook Joan Claybrook defiende su mandato en la NHTSA contra los comentarios fallidos del gobierno por parte del juez de la Corte Suprema Stephen Breyer , Joan. "La crítica se vuelve loca" (PDF) . Consultado el 7 de julio de 2015 .