Airbag

Un airbag o sistema de retención inflable suplementario ^{[ 1 ]} es un sistema de retención para ocupantes de vehículos que utiliza una bolsa diseñada para inflarse en milisegundos durante una colisión y luego desinflarse. ^{[ 2 ]} Consta de un cojín de airbag, una bolsa de tela flexible, un módulo de inflado y un sensor de impacto. El propósito del airbag es proporcionar al ocupante del vehículo una amortiguación suave y sujeción durante una colisión. Puede reducir las lesiones entre el ocupante y el interior del vehículo.

El airbag proporciona una superficie de absorción de energía entre los ocupantes del vehículo y el volante, el panel de instrumentos, el pilar de la carrocería , el revestimiento del techo y el parabrisas . Los vehículos modernos pueden contener hasta diez módulos de airbag en diversas configuraciones, incluyendo airbags para el conductor, el pasajero, de cortina lateral, montados en los asientos, montados en las puertas, de impacto lateral montados en los pilares B y C, de protección para las rodillas, de cinturón de seguridad inflable y para peatones. ^{[ 3 ]}

Durante una colisión, los sensores de impacto del vehículo proporcionan información crucial a la unidad de control electrónico (ECU) del airbag, incluyendo el tipo de colisión, el ángulo y la gravedad del impacto. Con esta información, el algoritmo de la ECU del airbag determina si el evento de colisión cumple con los criterios para el despliegue y activa varios circuitos de disparo para desplegar uno o más módulos de airbag dentro del vehículo. El despliegue de los módulos de airbag se activa mediante un proceso pirotécnico diseñado para usarse una sola vez como sistema de retención suplementario para los cinturones de seguridad del vehículo. Los módulos de airbag de impacto lateral más recientes constan de cilindros de aire comprimido que se activan en caso de un impacto lateral del vehículo. ^{[ 4 ]}

Los primeros diseños comerciales se introdujeron en automóviles de pasajeros durante la década de 1970. Estos diseños tuvieron un éxito limitado y causaron algunas muertes. ^{[ 5 ]} La adopción comercial generalizada de bolsas de aire se produjo en muchos mercados a finales de la década de 1980 y principios de la de 1990.

Seguridad activa frente a seguridad pasiva

Los airbags se consideran sistemas de retención pasivos y complementan los sistemas de retención activos. Dado que el ocupante del vehículo no necesita realizar ninguna acción para activarlos, se consideran dispositivos pasivos. Esto contrasta con los cinturones de seguridad , que se consideran dispositivos activos porque el ocupante debe actuar para activarlos. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Esta terminología no guarda relación con la seguridad activa y pasiva , que son, respectivamente, sistemas diseñados para prevenir colisiones y sistemas diseñados para minimizar sus efectos una vez que ocurren. En este contexto, el sistema de frenos antibloqueo (ABS) de un automóvil se considera un dispositivo de seguridad activa, mientras que tanto los cinturones de seguridad como las bolsas de aire se consideran dispositivos de seguridad pasiva. La confusión terminológica puede surgir del hecho de que los dispositivos y sistemas pasivos —aquellos que no requieren ninguna intervención o acción por parte del ocupante del vehículo— pueden funcionar de forma activa de manera independiente; una bolsa de aire es un ejemplo de ello. Los profesionales de la seguridad vehicular suelen ser cuidadosos con el lenguaje para evitar este tipo de confusión. Sin embargo, los principios publicitarios a veces impiden esta cautela semántica en la comercialización de características de seguridad. Para complicar aún más la terminología, la comunidad de seguridad aeronáutica utiliza los términos "activo" y "pasivo" en sentido opuesto al de la industria automotriz. ^{[ 10 ]}

Historia

Orígenes

La bolsa de aire "para cubrir partes de aviones y otros vehículos" tiene su origen en una patente de los Estados Unidos, presentada en 1919 por dos dentistas de Birmingham , Arthur Parrott y Harold Round. ^{[ 12 ]} La patente fue aprobada en 1920. ^{[ 13 ]} Las vejigas llenas de aire se usaban ya en 1951. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]} La bolsa de aire específicamente para uso automotriz se atribuye de forma independiente al estadounidense John W. Hetrick , quien solicitó una patente de bolsa de aire el 5 de agosto de 1952, que fue otorgada #2,649,311 por la Oficina de Patentes de los Estados Unidos el 18 de agosto de 1953. ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}^{[ 18 ]} La patente alemana #896,312 solicitada por el ingeniero Walter Linderer el 6 de octubre de 1951 fue emitida el 12 de noviembre de 1953, aproximadamente tres meses después de la del estadounidense John Hetrick. Los airbags propuestos por Hetrick y Linderer se basaban en aire comprimido liberado por un resorte, el contacto con el parachoques o por el conductor. Investigaciones posteriores, realizadas durante la década de 1960, demostraron que el aire comprimido no podía inflar los airbags mecánicos con la suficiente rapidez para garantizar la máxima seguridad, lo que dio lugar a los airbags químicos y eléctricos actuales. ^{[ 19 ]}^{[ 20 ]} En las solicitudes de patente, los fabricantes a veces utilizan el término «sistemas de retención de ocupantes inflables».

Hetrick era ingeniero industrial y miembro de la Armada de los Estados Unidos . Sin embargo, su diseño de airbag surgió cuando combinó su experiencia trabajando con torpedos navales con su deseo de proteger a su familia en la carretera. A pesar de trabajar con los principales fabricantes de automóviles de su época, Hetrick no logró atraer inversiones. ^{[ 21 ]}^{[ 22 ]} Si bien los airbags ahora son obligatorios en todos los automóviles vendidos en los Estados Unidos, la solicitud de patente de Hetrick de 1951 sirve como ejemplo de una invención "valiosa" con escaso valor económico para su inventor. Su primer uso comercial no se implementó hasta después de que la patente expirara en 1971, momento en el que el airbag se instaló en algunos automóviles Ford experimentales. ^{[ 23 ]}

En 1964, el ingeniero automotriz japonés Yasuzaburou Kobori (小堀保三郎) comenzó a desarrollar un sistema de airbag como "red de seguridad". Su diseño utilizaba un explosivo para inflar el airbag, por el cual posteriormente obtuvo patentes en 14 países. Falleció en 1975, antes de que los sistemas de airbag se generalizaran. ^{[ 24 ]}^{[ 25 ]}^{[ 26 ]}

En 1967, se produjo un avance significativo en el desarrollo de sensores de impacto para bolsas de aire cuando Allen K. Breed inventó un mecanismo de bola en tubo para la detección de colisiones. Según su sistema, un sensor electromecánico con una bola de acero unida a un tubo mediante un imán inflaba una bolsa de aire en menos de 30 milisegundos. ^{[ 27 ]} Por primera vez, se utilizó una pequeña explosión de azida de sodio en lugar de aire comprimido durante el inflado. ^{[ 20 ]} Breed Corporation comercializó esta innovación a Chrysler . Un sistema de retención de impacto similar, el "Auto-Ceptor", desarrollado por la empresa Eaton, Yale & Towne para Ford, pronto se ofreció también como sistema de seguridad automático en Estados Unidos, ^{[ 28 ]}^{[ 29 ]} mientras que la empresa italiana Eaton-Livia ofreció una variante con cojines de aire localizados. ^{[ 30 ]}

A principios de la década de 1970, General Motors comenzó a ofrecer automóviles equipados con bolsas de aire, inicialmente en sedanes Chevrolet Impala de 1973 adquiridos por flotas gubernamentales . Estos autos venían con un panel de instrumentos Oldsmobile estilo 1974 y un volante único que contenía la bolsa de aire del lado del conductor. Dos de estos autos fueron sometidos a pruebas de choque después de 20 años y las bolsas de aire se desplegaron perfectamente. ^{[ 31 ]} Un ejemplo temprano de los autos con bolsas de aire sobrevive hasta 2009. ^{[ 32 ]} El Oldsmobile Toronado de GM fue el primer vehículo estadounidense en incluir una bolsa de aire para el pasajero en 1973. ^{[ 33 ]} General Motors comercializó sus primeros módulos de bolsas de aire bajo el nombre de "Sistema de Retención de Cojín de Aire" o ACRS. El fabricante de automóviles descontinuó la opción para su año modelo 1977 , citando la falta de interés de los consumidores. Ford y GM luego pasaron años presionando en contra de los requisitos de bolsas de aire, alegando que los dispositivos eran inviables e inapropiados. Chrysler incluyó bolsas de aire del lado del conductor como equipamiento estándar en los modelos de 1988 y 1989, pero las bolsas de aire no se generalizaron en los automóviles estadounidenses hasta principios de la década de 1990. ^{[ 34 ]}

Como sustituto de los cinturones de seguridad

Los airbags para turismos se introdujeron en Estados Unidos en la década de 1970. Cuando el uso del cinturón de seguridad era bastante bajo en el país en comparación con la actualidad, Ford fabricó coches experimentales con airbags en 1971. Allstate operó una flota de 200 Mercury Monterey y demostró la fiabilidad de los airbags, así como su funcionamiento, en pruebas de choque, lo que la compañía de seguros también promocionó en anuncios de revistas populares. ^{[ 35 ]} General Motors siguió el ejemplo en 1973 utilizando vehículos Chevrolet de tamaño completo. La primera flota de vehículos experimentales de GM equipados con airbags registró siete muertes, una de las cuales se sospechó posteriormente que fue causada por el airbag. ^{[ 36 ]}

En 1974, GM ofreció su sistema ACRS (que consistía en un tablero inferior acolchado y una bolsa de aire del lado del pasajero) como opción de producción regular (código RPO AR3) en los modelos grandes de Cadillac, ^{[ 37 ]} Buick y Oldsmobile. Los autos GM de la década de 1970 equipados con ACRS tenían una bolsa de aire del lado del conductor y un soporte para las rodillas del conductor. ^{[ 38 ]} La bolsa de aire del lado del pasajero protegía a ambos pasajeros delanteros, ^{[ 38 ]} y, a diferencia de la mayoría de los sistemas modernos, integraba un cojín para las rodillas y el torso, además de tener un despliegue de dos etapas determinado por la fuerza del impacto. Los autos equipados con ACRS tenían cinturones de regazo para todas las posiciones de asiento, pero carecían de cinturones de hombro. Los cinturones de hombro ya eran obligatorios en los Estados Unidos en los autos cerrados sin bolsas de aire para el conductor y el pasajero delantero exterior, pero GM optó por comercializar sus bolsas de aire como un sustituto de los cinturones de hombro. Los precios de esta opción en los modelos Cadillac eran de US$225 en 1974, US$300 en 1975 y US$340 en 1976 (US$ 1.924 en dólares de 2025 ^{[ 39 ]} ).

El desarrollo inicial de los airbags coincidió con el interés internacional en la legislación sobre seguridad automovilística. Algunos expertos en seguridad abogaron por una norma de protección de los ocupantes basada en el rendimiento, en lugar de una que exigiera una solución técnica específica (que podría quedar obsoleta rápidamente y resultar poco rentable ). Sin embargo, se prestó menos atención a otros diseños a medida que los países lograron imponer restricciones al uso del cinturón de seguridad. ^{[ 30 ]}

Como sistema de sujeción suplementario

Airbag frontal

Tres fotos de un maniquí de pruebas de choque cuya cabeza impacta directamente contra el airbag.

La industria automotriz, así como las comunidades de investigación y regulación, se han alejado de su visión inicial de la bolsa de aire como un reemplazo del cinturón de seguridad, y ahora las bolsas se designan nominalmente como sistemas de retención suplementarios ( SRS , por sus siglas en inglés ) o sistemas de retención inflables suplementarios.

En 1981, Mercedes-Benz introdujo el airbag en Alemania Occidental como opción en su modelo insignia, el sedán Clase S (W126) . En el sistema de Mercedes, los sensores tensaban automáticamente los cinturones de seguridad para reducir el movimiento de los ocupantes en caso de impacto y, posteriormente, desplegaban el airbag. Esto integraba los cinturones de seguridad y el airbag en un sistema de retención, en lugar de considerar el airbag como una alternativa al cinturón de seguridad.

En 1987, el Porsche 944 Turbo se convirtió en el primer automóvil en tener airbags para conductor y pasajero como equipamiento estándar. ^{[ 40 ]} El Porsche 944 y el 944S lo ofrecían como opción. Ese mismo año también se presentó el primer automóvil japonés con airbag, el Honda Legend . ^{[ 41 ]}

En 1988, Chrysler se convirtió en el primer fabricante de automóviles de Estados Unidos en equipar de serie una bolsa de aire del lado del conductor, que se ofrecía en seis modelos diferentes. ^{[ 42 ]}^{[ 43 ]} Al año siguiente, Chrysler se convirtió en el primer fabricante de automóviles de EE. UU. en ofrecer bolsas de aire del lado del conductor en todos sus nuevos modelos de pasajeros. ^{[ 44 ]}^{[ 45 ]} Chrysler también comenzó a destacar las bolsas de aire en anuncios que mostraban cómo los dispositivos habían salvado vidas, lo que ayudó al público a conocer su valor y la seguridad se convirtió en una ventaja de venta a finales de la década de 1980. ^{[ 46 ]} Todas las versiones de las minivans Chrysler venían con bolsas de aire a partir del año modelo 1991. ^{[ 42 ]} En 1993, The Lincoln Motor Company se jactó de que todos los vehículos de su línea de modelos estaban equipados con bolsas de aire dobles, una para el lado del conductor y otra para el lado del pasajero. ^{[ 47 ]} El Jeep Grand Cherokee de 1993 se convirtió en el primer SUV en ofrecer una bolsa de aire del lado del conductor cuando se lanzó en 1992. ^{[ 48 ]} Las bolsas de aire del conductor y del pasajero se convirtieron en equipo estándar en todos los sedanes Dodge Intrepid , Eagle Vision y Chrysler Concorde antes de cualquier regulación de seguridad. ^{[ 49 ]}^{[ 50 ]} A principios de 1993, el vehículo Chrysler equipado con bolsas de aire número 4 millones salió de la línea de ensamblaje. ^{[ 51 ]} En octubre de 1993, la Dodge Ram se convirtió en la primera camioneta pickup con una bolsa de aire del lado del conductor estándar. ^{[ 52 ]}

La primera colisión conocida entre dos automóviles equipados con airbag tuvo lugar el 12 de marzo de 1990 en Virginia , EE. UU. Un Chrysler LeBaron de 1989 cruzó la línea central y chocó de frente contra otro Chrysler LeBaron del mismo año , lo que provocó el despliegue de ambos airbags del conductor. Los conductores sufrieron solo heridas leves a pesar de los graves daños sufridos por los vehículos. ^{[ 53 ]}^{[ 54 ]}^{[ 55 ]}

La Ley de Eficiencia del Transporte Intermodal de Superficie de los Estados Unidos de 1991 exigió que los automóviles de pasajeros y las camionetas ligeras fabricadas después del 1 de septiembre de 1998 tuvieran bolsas de aire para el conductor y el pasajero delantero. ^{[ 56 ]}^{[ 57 ]} En los Estados Unidos, la NHTSA estimó que las bolsas de aire habían salvado más de 4600 vidas para el 1 de septiembre de 1999; sin embargo, la experiencia de despliegue en choques de las instalaciones de principios de la década de 1990 indicó que algunas muertes y lesiones graves fueron causadas en realidad por las bolsas de aire. ^{[ 56 ]} En 1998, la NHTSA inició nuevas reglas para bolsas de aire avanzadas que dieron a los fabricantes de automóviles más flexibilidad para diseñar soluciones tecnológicas efectivas. Las reglas revisadas también exigieron una mejor protección para los ocupantes de diferentes tamaños, independientemente de si usan cinturones de seguridad, al tiempo que minimizaban el riesgo para bebés, niños y otros ocupantes causado por las bolsas de aire. ^{[ 56 ]}

En Europa , los airbags eran prácticamente desconocidos hasta principios de la década de 1990. En 1991, cuatro fabricantes ( BMW , Honda , Mercedes-Benz y Volvo ) ofrecían el airbag en algunos de sus modelos de gama alta, pero poco después, los airbags se convirtieron en una característica común en los coches más convencionales. Ford y Vauxhall / Opel fueron algunos de los fabricantes que introdujeron el airbag en sus gamas de modelos en 1992. Citroën , Fiat , Nissan , Hyundai , Peugeot , Renault y Volkswagen les siguieron poco después.

En 1999, era difícil encontrar un automóvil nuevo de producción masiva sin airbag, al menos como equipamiento opcional, y algunos productos de finales de los 90, como el Volkswagen Golf Mk4 , también incluían airbags laterales. El Peugeot 306 es un ejemplo de la evolución del mercado automovilístico europeo: a principios de 1993, la mayoría de estos modelos ni siquiera ofrecían airbag para el conductor como opción, pero en 1999, incluso los airbags laterales estaban disponibles en varias versiones. Audi tardó en ofrecer sistemas de airbag a mayor escala, ya que incluso en el año modelo 1994, sus modelos más populares no los ofrecían. En cambio, el fabricante alemán, hasta entonces, se había basado exclusivamente en su sistema de retención patentado Procon-Ten, basado en cables .

Los airbags frontales de despliegue de fuerza variable se desarrollaron para ayudar a minimizar las lesiones causadas por el propio airbag.

La aparición del airbag ha contribuido a una drástica disminución del número de muertes y lesiones graves en las carreteras de Europa desde 1990, y en 2010, el número de coches en las carreteras europeas que carecían de airbag representaba un porcentaje muy pequeño del total, en su mayoría los coches restantes que databan de mediados de la década de 1990 o anteriores.

Muchos autos nuevos en Latinoamérica, incluyendo el Kia Rio , Kia Picanto , Hyundai Grand i10 , Mazda 2 , Chevrolet Spark y Chevrolet Onix , se venden a menudo sin bolsas de aire, ya que ni las bolsas de aire ni los sistemas de frenado automático en autos nuevos son obligatorios en muchos países latinoamericanos. Algunos exigen la instalación de un mínimo de solo dos bolsas de aire en autos nuevos, lo cual muchos en este mercado ya tienen. ^{[ 58 ]}^{[ 59 ]}^{[ 60 ]}

Forma de los airbags

El Citroën C4 proporcionó el primer airbag para el conductor con forma, posible gracias al inusual volante de cubo fijo de este coche. ^{[ 61 ]}

En 2019, Honda anunció la introducción de una nueva tecnología de airbag para el pasajero delantero. Desarrollada por Autoliv y el departamento de I+D de Honda en Ohio, Estados Unidos , esta nueva tecnología cuenta con tres cámaras inflables conectadas en la parte frontal por un panel rígido. Las dos cámaras exteriores son más grandes que la central. Al desplegarse el airbag, el panel rígido amortigua la cabeza del ocupante del impacto, y las tres cámaras la mantienen en su lugar, como un guante de béisbol. El objetivo del airbag de tres cámaras es ayudar a frenar el movimiento brusco de la cabeza, reduciendo así la probabilidad de sufrir lesiones cerebrales en caso de colisión. El primer vehículo en incorporar el airbag de tres cámaras de fábrica fue el Acura TLX en 2020 (modelo 2021) . Honda espera que esta nueva tecnología pronto se implemente en todos sus vehículos. ^{[ 62 ]}

Airbag trasero

Mercedes comenzó a ofrecer protección a los pasajeros traseros en colisiones frontales en septiembre de 2020 (para el año modelo 2021) para el Mercedes-Benz Clase S (W223) . ^{[ 63 ]} El Clase S W223 es el primer automóvil equipado con bolsas de aire para los asientos traseros que utilizan gas para inflar estructuras de soporte que se despliegan y extienden una bolsa que se llena con aire ambiente, en lugar de las bolsas de aire convencionales totalmente infladas con gas que se utilizan ampliamente en los sistemas de bolsas de aire de los automóviles. ^{[ 64 ]}^{[ 65 ]}

Airbag lateral

En esencia, hoy en día se utilizan comúnmente dos tipos de airbags laterales : el airbag de torso y el airbag de cortina. Más recientemente, los airbags centrales se están volviendo más comunes en el mercado europeo.

La mayoría de los vehículos equipados con airbags de cortina laterales también incluyen airbags laterales para el torso. Sin embargo, algunos, como el Chevrolet Cobalt , ^{[ 66 ]} el Chevrolet Silverado/GMC Sierra modelo 2007-09 y el Dodge Ram 2009-12 ^{[ 67 ]} no cuentan con airbag lateral para el torso.

A partir del año 2000, los airbags laterales se generalizaron incluso en vehículos de gama baja y media, como las versiones con motores más pequeños del Ford Fiesta y el Peugeot 206 , y los airbags de cortina también se convirtieron en un equipamiento habitual en los coches de producción en serie. El Toyota Avensis , lanzado en 2003, fue el primer coche de producción en serie que se vendió en Europa con nueve airbags.

Airbag lateral del torso

Las bolsas de aire laterales o bolsas de aire laterales para el torso son una categoría de bolsas de aire que generalmente se ubican en el asiento ^{[ 68 ]} o en el panel de la puerta, ^{[ 69 ]} y se inflan entre el ocupante del asiento y la puerta. Estas bolsas de aire están diseñadas para reducir el riesgo de lesiones en las regiones pélvica y abdominal inferior. ^{[ 70 ]} La mayoría de los vehículos ahora están equipados con diferentes tipos de diseños, para ayudar a reducir las lesiones y la eyección del vehículo en choques con vuelco. Los diseños más recientes de bolsas de aire laterales ^{[ 71 ]} incluyen un sistema de dos cámaras; ^{[ 72 ]} una cámara inferior más firme para la región pélvica y una cámara superior más blanda para la caja torácica. ^{[ 73 ]}^{[ 74 ]}

La empresa sueca Autoliv AB obtuvo una patente para bolsas de aire de impacto lateral, y se ofrecieron por primera vez como opción en 1994 ^{[ 75 ]} en el Volvo 850 de 1995 , y como equipamiento estándar en todos los automóviles Volvo fabricados después de 1995. ^{[ 75 ]} En 1997, Saab introdujo las primeras bolsas de aire combinadas para cabeza y torso con el lanzamiento del Saab 9-5 .

Algunos coches, como el Volkswagen Polo Mk.5 de 2010 , cuentan con airbags laterales combinados para la cabeza y el torso. Estos se encuentran en el respaldo de los asientos delanteros y protegen tanto la cabeza como el torso.

Airbag tubular lateral o de cortina

En 1997, los BMW Serie 7 y Serie 5 fueron equipados con airbags laterales de cabeza tubulares (estructura tubular inflable), ^{[ 76 ]} el "Sistema de Protección de Cabeza (HPS)" como equipamiento estándar. ^{[ 77 ]} Este airbag fue diseñado para ofrecer protección de la cabeza en colisiones de impacto lateral y también se mantenía inflado hasta por siete segundos para protección en caso de vuelco. Sin embargo, este diseño de airbag tubular fue rápidamente reemplazado por un airbag de cortina inflable.

En mayo de 1998, Toyota comenzó a ofrecer un airbag de cortina lateral que se desplegaba desde el techo en el Progrés . ^{[ 78 ]} En 1998, el Volvo S80 recibió airbags de cortina montados en el techo para proteger tanto a los pasajeros delanteros como a los traseros. ^{[ 79 ]} Los airbags de cortina se convirtieron en equipamiento estándar en todos los autos Volvo nuevos a partir del año 2000, excepto en el C70 de primera generación , que recibió un airbag lateral para el torso ampliado que también protege la cabeza de los ocupantes de los asientos delanteros. ^{[ 75 ]} El convertible C70 de segunda generación recibió los primeros airbags de cortina laterales montados en las puertas del mundo que se desplegaban hacia arriba.

Se ha dicho que los airbags de cortina reducen las lesiones cerebrales o las muertes hasta en un 45 % en un impacto lateral con un SUV. Estos airbags vienen en varias formas (por ejemplo, tubulares, de cortina, montados en la puerta) según las necesidades de la aplicación. ^{[ 80 ]} Muchos SUV y MPV recientes tienen un airbag de cortina inflable largo que protege todas las filas de asientos.

En muchos vehículos, los airbags de cortina están programados para desplegarse durante algunos o todos los impactos frontales para controlar la cinética de los pasajeros (por ejemplo, cuando la cabeza golpea el pilar B al rebotar), especialmente en choques con solapamiento parcial, como la prueba de choque de solapamiento reducido del IIHS.

Airbag de cortina con sensor de vuelco (RSCA)

Los airbags de cortina con sensor de vuelco están diseñados para permanecer inflados durante más tiempo, cubrir una mayor superficie de la ventana y desplegarse en caso de vuelco. Ofrecen protección para la cabeza de los ocupantes y ayudan a prevenir la eyección. Los SUV y las camionetas suelen estar equipados con airbags de cortina con sensor de vuelco debido a su mayor probabilidad de vuelco, y a menudo un interruptor permite desactivar esta función si el conductor desea circular fuera de la carretera.

Airbag central

En 2009, Toyota desarrolló el primer airbag central trasero de producción diseñado para reducir la gravedad de las lesiones secundarias de los pasajeros traseros en una colisión lateral. Este sistema se despliega desde el asiento central trasero y apareció por primera vez en el Crown Majesta . ^{[ 81 ]} A finales de 2012, General Motors, junto con el proveedor Takata, introdujo un airbag central delantero; este se despliega desde el asiento del conductor. ^{[ 82 ]}

Hyundai Motor Group anunció el 18 de septiembre de 2019 el desarrollo de un airbag central lateral que se instala en el interior del asiento del conductor.

Algunos vehículos Volkswagen en 2022 equipados con airbags centrales incluyen el ID.3 y el Golf . ^{[ 83 ]}

El Polestar 2 también incluye un airbag central.

Škoda incluye airbags centrales de serie en sus coches y Honda quiere añadir airbags centrales a su avanzado sistema de airbags en 2023. ^{[ 84 ]}^{[ 85 ]}

Con la actualización de las directrices de prueba de EuroNCAP en 2020, los vehículos del mercado europeo y australiano utilizan cada vez más airbags centrales delanteros, airbags laterales traseros y pretensores de cinturones de seguridad traseros. ^{[ 86 ]}

airbag de rodilla

El segundo airbag del lado del conductor y el airbag independiente para las rodillas se utilizaron en el SUV Kia Sportage y desde entonces son equipamiento estándar. El airbag está ubicado debajo del volante. ^{[ 87 ]}^{[ 88 ]}

El Toyota Caldina introdujo el primer airbag de rodilla SRS del lado del conductor en el mercado japonés en 2002. ^{[ 89 ]} El Toyota Avensis se convirtió en el primer vehículo vendido en Europa equipado con un airbag de rodilla para el conductor. ^{[ 90 ]}^{[ 91 ]} EuroNCAP informó sobre el Avensis 2003: "Se ha hecho un gran esfuerzo para proteger las rodillas y las piernas del conductor y el airbag de rodilla funcionó bien". ^[⁹²^] Desde entonces , algunos modelos también han incluido airbags de rodilla para el pasajero delantero, que se despliegan cerca o sobre la guantera en caso de colisión. Los airbags de rodilla están diseñados para reducir las lesiones en las piernas. El airbag de rodilla se ha vuelto cada vez más común desde el año 2000.

Airbag de cortina trasero

En 2008, el nuevo microcoche Toyota iQ incorporó el primer airbag de cortina trasero de producción para proteger las cabezas de los ocupantes traseros en caso de impacto por alcance. ^{[ 93 ]}

airbag del cojín del asiento

Otra característica del Toyota iQ era un airbag en el cojín del asiento del pasajero para evitar que la pelvis se hundiera por debajo del cinturón de seguridad durante un impacto frontal o un efecto submarino. ^{[ 94 ]} Modelos posteriores de Toyota, como el Yaris, también incorporaron esta característica en el asiento del conductor.

Airbag del cinturón de seguridad

El airbag del cinturón de seguridad está diseñado para distribuir mejor las fuerzas que experimenta una persona con el cinturón abrochado durante una colisión, gracias a una mayor superficie del cinturón. Esto se hace para reducir las posibles lesiones en la caja torácica o el pecho del usuario del cinturón.

2010: Ford Explorer ^{[ 95 ]} y Ford Flex 2013 : bolsas de aire opcionales en los cinturones de seguridad traseros; estándar en el Lincoln MKT 2013
2010: Lexus LFA ^{[ 96 ]} tenía airbags en los cinturones de seguridad para el conductor y el pasajero ^{[ 97 ].}
2013: El Mercedes-Benz Clase S (W222) tiene bolsas de cinturón de seguridad traseras ^{[ 98 ]}
2014: El Ford Mondeo Mk IV ^{[ 99 ]} tiene airbags opcionales en los cinturones de seguridad traseros para los dos asientos exteriores ^{[ 100 ].}

Cessna Aircraft ^{[ 101 ]} también introdujo bolsas de aire en los cinturones de seguridad. ^{[ 102 ] A partir de 2003}^{[ 102 ]} son estándar en los modelos 172, 182 y 206.

Airbag para peatones

Los airbags montados en el exterior de los vehículos, denominados «airbags para peatones», están diseñados para reducir las lesiones en caso de colisión entre un vehículo y un peatón. ^{[ 103 ]} Cuando se detecta una colisión, el airbag se despliega y cubre las zonas duras, como los pilares A ^{[ 104 ]} y los bordes del capó, antes de que puedan ser golpeados por el peatón. ^{[ 105 ]} Cuando se presentó en 2012, el Volvo V40 incluyó de serie el primer airbag para peatones del mundo. ^{[ 106 ]} Como resultado, el V40 obtuvo la puntuación más alta (88 %) en las pruebas de peatones de EuroNCAP. ^{[ 107 ]}

fabricantes

Entre los proveedores de airbags SRS se encuentran Autoliv , Daicel , TRW y JSS (propietaria de Breed, Key Safety Systems y Takata). La mayoría de los sensores de impacto de los airbags son fabricados por Lanka Harness Company en Sri Lanka.

Operación

Los airbags del vehículo están controlados por una unidad de control central de airbags ^{[ 108 ]} (ACU), un tipo específico de ECU . La ACU supervisa varios sensores relacionados dentro del vehículo, incluidos acelerómetros , sensores de impacto, sensores de presión lateral (puerta), ^{[ 109 ]} sensores de velocidad de las ruedas , giroscopios , sensores de presión de freno y sensores de ocupación de asientos. A menudo, las ACU registran estos —y otros— datos de sensores en un búfer circular y los graban en la memoria no volátil a bordo, para proporcionar una instantánea del evento de colisión a los investigadores. Como tal, una ACU frecuentemente funciona como el registrador de datos de eventos (EDR) del vehículo; no todos los EDR son ACU, y no todas las ACU incluyen funciones de EDR. ^{[ 110 ]}^{: 15} Una ACU normalmente incluye condensadores dentro de su circuito, de modo que el módulo permanece alimentado y puede desplegar los airbags si la conexión de la batería del vehículo a la ACU se corta durante una colisión. ^{[ 110 ]}^{: 102}^{[ 111 ]}^{: 3}

La bolsa y su mecanismo de inflado se encuentran ocultos en el centro del volante (para el conductor) o en el salpicadero (para el pasajero delantero), tras unas solapas o compuertas de plástico diseñadas para abrirse con la fuerza del inflado. Una vez alcanzado o superado el umbral requerido, la unidad de control del airbag activa un generador de gas propulsor que infla rápidamente la bolsa de tela. Al impactar el ocupante contra la bolsa y comprimirla, el gas se libera de forma controlada a través de pequeños orificios de ventilación. El volumen del airbag y el tamaño de los orificios de ventilación se adaptan a cada tipo de vehículo para distribuir la desaceleración (y, por lo tanto, la fuerza que experimenta) del ocupante a lo largo del tiempo y sobre su cuerpo, en comparación con un cinturón de seguridad convencional.

Las señales de los distintos sensores se envían a la unidad de control del airbag, que determina a partir de ellas el ángulo de impacto, la gravedad o la fuerza del choque, junto con otras variables. Dependiendo del resultado de estos cálculos, la ACU también puede desplegar varios dispositivos de retención adicionales, como pretensores de cinturones de seguridad y/o airbags (incluidos airbags frontales para el conductor y el pasajero delantero, junto con airbags laterales montados en los asientos y airbags de cortina que cubren las ventanillas laterales). Cada dispositivo de retención se activa normalmente con uno o más dispositivos pirotécnicos , comúnmente llamados iniciadores o mechas eléctricas . La mecha eléctrica, que consiste en un conductor eléctrico envuelto en un material combustible, se activa con un pulso de corriente entre1 y 3 amperios en menos de 2 milisegundos. Cuando el conductor se calienta lo suficiente, enciende el material combustible, lo que activa el generador de gas. En un pretensor de cinturón de seguridad, este gas caliente se utiliza para accionar un pistón que tensa el cinturón. En una bolsa de aire, el iniciador se utiliza para encender el propelente sólido dentro del inflador. La combustión del propelente genera gas inerte que infla rápidamente la bolsa de aire en aproximadamenteDe 20 a 30 ms . Un airbag debe inflarse rápidamente para estar completamente inflado cuando el ocupante que viaja hacia adelante alcance su superficie exterior. Normalmente, la decisión de desplegar un airbag en un choque frontal se toma dentro deEntre 15 y 30 ms después del inicio del choque, y tanto el airbag del conductor como el del pasajero se inflan completamente en aproximadamenteEntre 60 y 80 ms después del primer contacto con el vehículo. Si el airbag se despliega demasiado tarde o muy lentamente, aumenta el riesgo de lesiones para el ocupante por contacto con el airbag durante su inflado. Dado que suele haber mayor distancia entre el pasajero y el panel de instrumentos, el airbag del pasajero es más grande y requiere más gas para inflarse.

_{Los sistemas}_de bolsas de aire más antiguos contenían una mezcla de azida de sodio ₍ NaN₃ ) , KNO₃ y SiO₂ . Una bolsa de aire típica del lado del conductor contiene aproximadamente entre 50 y 80 gramos (1,8 y 2,8 onzas) de NaN₃ , mientras _que la bolsa de aire más grande del lado del pasajero contiene alrededor de 250 gramos (8,8 onzas) . Aproximadamente 40 milisegundos después del impacto, todos estos componentes reaccionan en tres reacciones separadas que producen gas nitrógeno. Las reacciones, en orden, son las siguientes.

2 NaN ₃ → 2 Na + 3 N ₂ (g)
10 Na + 2 KNO ₃ → K ₂ O + 5 Na ₂ O + N ₂ (g)
K ₂ O + Na ₂ O + 2 SiO ₂ → K ₂ SiO ₃ + Na ₂ SiO ₃

Las dos primeras reacciones crean 4 equivalentes molares de gas nitrógeno, y la tercera convierte los reactivos restantes en silicato de potasio y silicato de sodio , relativamente inertes .

Los airbags modernos utilizan nitrato de guanidina para generar gas mediante la siguiente reacción: ^{[ 112 ]}

[ C(NH ₂ ) ₃ ]NO ₃ (s) → 3 H ₂ O (g) + 2 N ₂ (g) + C (s)

Se están realizando esfuerzos para encontrar compuestos alternativos que permitan que las bolsas de aire contengan reactivos menos tóxicos. ^{[ 113 ]} La reacción del nitrato complejo de Sr, ( _SrOC (N ₂ H ₃ ) ₂· (NO ₃ ) ₂ ) de carbohidrazida (SrCDH) con diversos agentes oxidantes produce la liberación de gases N ₂ y CO _2. Estos gases constituyeron el 99% del total de gases liberados. Casi todos los _materiales de partida no se descomponen hasta alcanzar temperaturas de 500 ° C (932 °F) o superiores, por lo que esta podría ser una opción viable como generador de gas para bolsas de aire. ^[¹¹⁴^]

Dado que los airbags se despliegan solo una vez y se desinflan rápidamente después del impacto inicial, no serán beneficiosos durante una colisión posterior. ^{[ 115 ]}

En los vehículos equipados con un sistema de detección de vuelco, se utilizan acelerómetros y giroscopios para detectar el inicio de un vuelco. Si se determina que un vuelco es inminente, se despliegan las bolsas de aire laterales de cortina para proteger al ocupante del contacto con el lateral del vehículo y evitar su eyección al volcar.

Condiciones desencadenantes

Los airbags están diseñados para desplegarse en colisiones frontales y casi frontales más severas que un umbral definido por las regulaciones que rigen la construcción de vehículos en cualquier mercado en particular para el que esté destinado el vehículo: las regulaciones de los Estados Unidos requieren el despliegue en choques al menos equivalentes en desaceleración a una colisión contra una barrera a 23 km/h (14 mph) , o de manera similar, golpear un automóvil estacionado de tamaño similar en toda la parte delantera de cada vehículo a aproximadamente el doble de velocidad. ^[¹¹⁶^] Las regulaciones internacionales se basan en el rendimiento, en lugar de en la tecnología, por lo que el umbral de despliegue del airbag es una función del diseño general del vehículo.

A diferencia de las pruebas de choque contra barreras, los choques reales suelen producirse en ángulos distintos al impacto frontal directo del vehículo, y las fuerzas del impacto generalmente no se distribuyen uniformemente en la parte delantera del vehículo. Por consiguiente, la velocidad relativa entre el vehículo que impacta y el impactado, necesaria para que se despliegue el airbag en un choque real, puede ser mucho mayor que en un choque equivalente contra una barrera. Dado que los sensores del airbag miden la desaceleración, la velocidad del vehículo no es un buen indicador para determinar si se debe desplegar un airbag. Los airbags pueden desplegarse debido a que la parte inferior del vehículo impacta contra un objeto bajo que sobresale de la calzada como consecuencia de la desaceleración resultante.

El sensor del airbag es un acelerómetro MEMS , un pequeño circuito integrado con elementos micromecánicos. Este elemento se mueve en respuesta a una desaceleración rápida, lo que provoca un cambio en la capacitancia. La electrónica del chip lo detecta y envía una señal para activar el airbag. El acelerómetro MEMS más común es el ADXL-50 de Analog Devices , aunque existen otros fabricantes.

Los primeros intentos con interruptores de mercurio no dieron buenos resultados. Antes de los MEMS, el sistema principal para desplegar las bolsas de aire se denominaba " rolamita ". Una rolamita es un dispositivo mecánico que consiste en un rodillo suspendido dentro de una banda tensada. Gracias a su geometría y propiedades del material, el rodillo puede moverse libremente con poca fricción o histéresis . Este dispositivo fue desarrollado en los Laboratorios Nacionales Sandia . Las rolamitas y otros dispositivos macromecánicos similares se utilizaron en las bolsas de aire hasta mediados de la década de 1990, tras lo cual fueron reemplazados universalmente por los MEMS.

Casi todos los airbags están diseñados para desplegarse automáticamente en caso de incendio del vehículo cuando las temperaturas alcanzan los 150–200 °C (302–392 °F) . ^[¹¹⁷^] Esta característica de seguridad, a menudo denominada autoignición, ayuda a garantizar que dichas temperaturas no provoquen una explosión de todo el módulo del airbag.

Actualmente , los algoritmos de activación de los airbags son mucho más complejos, capaces de adaptar la velocidad de despliegue a las condiciones del impacto y evitar despliegues innecesarios. Estos algoritmos se consideran propiedad intelectual valiosa . Los algoritmos experimentales pueden tener en cuenta factores como el peso del ocupante, la ubicación del asiento y el uso del cinturón de seguridad, e incluso intentar determinar si hay una silla infantil instalada.

Inflación

Cuando se activan los airbags frontales, se envía una señal al generador/inflador de gas dentro de la unidad de control del airbag. Un ignitor inicia una rápida reacción química que genera principalmente nitrógeno ( _N₂ ) para llenar el airbag y desplegarlo a través de la cubierta del módulo. Algunas tecnologías de airbag utilizan nitrógeno o argón comprimido con una válvula pirotécnica ("generador de gas híbrido"), mientras que otras utilizan diversos propelentes energéticos. Si bien los propelentes que contienen azida de sodio ( NaN₃ ) _, altamente tóxica , eran comunes en los primeros diseños de infladores, se ha encontrado muy poca o ninguna azida de sodio tóxica en los airbags usados.

Los generadores de gas pirotécnico que contienen azida contienen una cantidad considerable de propelente. La bolsa de aire del lado del conductor contiene un recipiente con aproximadamente 50 gramos (1,8 oz) de azida de sodio. El recipiente del lado del pasajero contiene aproximadamente 200 gramos (7,1 oz) de azida de sodio. ^[¹¹⁸^]

Desde el inicio del impacto, todo el proceso de despliegue e inflado dura aproximadamente 0,04 segundos. Debido a que los vehículos cambian de velocidad tan rápidamente en un choque, las bolsas de aire deben inflarse con rapidez para reducir el riesgo de que el ocupante golpee el interior del vehículo. ^{[ 119 ]}^{[ 120 ]}

Despliegue de fuerza variable

Se están desarrollando tecnologías avanzadas para airbags que adaptan su despliegue a la gravedad del impacto, el tamaño y la postura del ocupante, el uso del cinturón de seguridad y la proximidad del airbag al mismo. Muchos de estos sistemas utilizan infladores multietapa que se despliegan con menor fuerza en colisiones moderadas que en colisiones muy graves. Los sensores de ocupación informan a la unidad de control del airbag si hay alguien sentado junto al airbag, su masa/peso, si lleva puesto el cinturón de seguridad o un sistema de retención infantil, y si está sentado cerca del airbag. En función de esta información y de la gravedad del impacto, el airbag se despliega con una fuerza alta, una fuerza menor o no se despliega en absoluto.

Los sistemas de airbag adaptativos pueden utilizar airbags de varias etapas para ajustar la presión en su interior. Cuanto mayor sea la presión, mayor será la fuerza que el airbag ejercerá sobre los ocupantes al entrar en contacto con él. Estos ajustes permiten que el sistema despliegue el airbag con una fuerza moderada en la mayoría de las colisiones, reservando el airbag de máxima fuerza solo para las colisiones más graves. También se pueden utilizar sensores adicionales para determinar la ubicación, el peso o el tamaño relativo de los ocupantes. La unidad de control del airbag utiliza la información relativa a los ocupantes y la gravedad del impacto para determinar si los airbags deben desactivarse o desplegarse y, en caso afirmativo, con distintos niveles de activación.

Despliegue posterior

Una reacción química produce una ráfaga de nitrógeno que infla la bolsa. Una vez desplegada, la bolsa de aire comienza a desinflarse inmediatamente a medida que el gas escapa por las aberturas de ventilación de la tela (o, como a veces se le llama, el cojín) y se enfría. El despliegue suele ir acompañado de la liberación de partículas de polvo y gases en el interior del vehículo (denominados efluentes). La mayor parte de este polvo se compone de almidón de maíz , tiza francesa o talco , que se utilizan para lubricar la bolsa de aire durante el despliegue.

Los diseños más recientes producen un efluente compuesto principalmente de talco/almidón de maíz inocuo y gas nitrógeno. En los diseños más antiguos que utilizan un propulsor a base de azida (generalmente NaN₃ ), casi siempre se encuentran presentes cantidades variables de hidróxido de sodio inicialmente. En pequeñas cantidades _, este químico puede causar irritación leve en los ojos o heridas abiertas; sin embargo, al exponerse al aire, se transforma rápidamente en bicarbonato de sodio . No obstante, esta transformación no es completa al 100 % e invariablemente deja cantidades residuales de iones hidróxido de NaOH. Dependiendo del tipo de sistema de airbag, también puede estar presente cloruro de potasio .

Para la mayoría de las personas, el único efecto que puede producir el polvo es una leve irritación de garganta y ojos. Generalmente, esta irritación leve solo se produce cuando el ocupante permanece en el vehículo durante varios minutos con las ventanillas cerradas y sin ventilación. Sin embargo, algunas personas con asma pueden sufrir un ataque asmático potencialmente mortal al inhalar el polvo.

Debido al diseño de la trampilla de salida del airbag en el centro del volante y el panel del tablero, estas piezas no están diseñadas para ser recuperables en caso de que se active un airbag, lo que significa que deben reemplazarse si el vehículo no ha sido declarado pérdida total en una colisión. Además, las partículas y gases similares al polvo pueden causar daños estéticos irreparables al tablero y la tapicería, lo que implica que las colisiones menores que resultan en la activación de los airbags pueden ser costosas, incluso si no hay heridos y solo se producen daños menores en la estructura del vehículo.

Especificaciones reglamentarias

Estados Unidos

El 11 de julio de 1984, el gobierno de Estados Unidos modificó la Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados 208 (FMVSS 208) para exigir que los automóviles fabricados después del 1 de abril de 1989 estuvieran equipados con un sistema de retención pasiva para el conductor. Un airbag o un cinturón de seguridad automático cumplirían con los requisitos de la norma. La introducción de los airbags fue impulsada por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) . ^{[ 121 ]} Sin embargo, los airbags no fueron obligatorios en las camionetas ligeras hasta 1997. ^{[ 122 ]}

En 1998, la norma FMVSS 208 se modificó para exigir airbags frontales dobles, y también se hicieron obligatorios los airbags de segunda generación de potencia reducida. Esto se debió a las lesiones causadas por los airbags de primera generación, aunque la FMVSS 208 sigue exigiendo que los airbags se diseñen y calibren para poder "salvar" la vida de un maniquí de prueba de choque masculino del percentil 50, sin cinturón de seguridad . Los requisitos de rendimiento técnico y validación para el conjunto inflador utilizado en los módulos de airbag se especifican en la norma SAE USCAR 24-2. ^[¹²³^]

Europa

Algunos países fuera de Norteamérica se rigen por las normativas europeas internacionales ECE para vehículos y equipamiento, en lugar de las Normas Federales de Seguridad de Vehículos Motorizados de Estados Unidos. Los airbags ECE suelen ser más pequeños y se inflan con menos fuerza que los airbags estadounidenses, ya que las especificaciones ECE se basan en pruebas de choque con maniquíes equipados con cinturones de seguridad .

La calificación de seguridad vehicular Euro NCAP anima a los fabricantes a adoptar un enfoque integral para la seguridad de los ocupantes; una buena calificación solo se puede lograr combinando bolsas de aire con otras características de seguridad. ^{[ 124 ]} Casi todos los autos nuevos vendidos en Europa están equipados con bolsas de aire frontales y laterales, pero en la Unión Europea en 2020 ^{[ 125 ]} y en el Reino Unido , y la mayoría de los demás países desarrollados no existe un requisito legal directo para que los autos nuevos incluyan bolsas de aire.

América Central y del Sur

Ecuador exige airbags frontales dobles en los modelos de automóviles nuevos desde 2013. ^{[ 126 ]}

Desde enero de 2014, a excepción de los microvehículos, todos los autos nuevos fabricados o importados en Argentina deben tener bolsas de aire frontales. ^{[ 127 ]}

Desde el 1 de enero de 2014, todos los autos nuevos vendidos en Brasil deben tener airbags frontales dobles. ^{[ 128 ]}

Desde julio de 2014, todos los autos nuevos vendidos en Uruguay deben tener airbags frontales dobles. ^{[ 129 ]}

Desde diciembre de 2016, todos los autos nuevos vendidos en Chile deben tener airbags frontales dobles. ^{[ 130 ]}

Desde el 1 de enero de 2017, todos los automóviles fabricados o importados en Colombia deben tener airbags frontales dobles. ^{[ 131 ]}

Desde el 1 de enero de 2020, todos los autos nuevos vendidos en México deben tener bolsas de aire frontales dobles. ^{[ 132 ]}

India

El 5 de marzo de 2021, el Ministerio de Transporte por Carretera y Autopistas de la India dispuso que todos los nuevos modelos de vehículos introducidos en la India después del 1 de abril de 2021 contaran con airbags frontales dobles; la normativa también exige que todos los modelos existentes estén equipados con airbags frontales dobles antes del 31 de agosto de 2021. ^{[ 133 ]} La India también dispuso que todos los vehículos de pasajeros vendidos después de octubre de 2023 deben tener un mínimo de seis airbags. ^{[ 134 ]}

Mantenimiento

El despliegue inadvertido del airbag mientras se le da servicio a un vehículo puede provocar lesiones graves, y una unidad de airbag mal instalada o defectuosa puede no funcionar como se espera. Por esta razón, las personas que dan servicio a vehículos, así como los servicios de emergencia, deben tener en cuenta que algunos sistemas de control de airbag pueden permanecer encendidos hasta 30 minutos después de que se haya desconectado la batería del vehículo. ^{[ 111 ]}^{: 3}

En algunos países, la venta, el transporte, la manipulación y el mantenimiento de los airbags y sus componentes están sujetos a restricciones legales. En Alemania , por ejemplo, los airbags están regulados como dispositivos explosivos peligrosos, y solo los mecánicos automotrices capacitados están autorizados a realizar el mantenimiento de los sistemas de airbag.

Las políticas de los fabricantes de automóviles con respecto a la vida útil de los airbags no desplegados varían. Algunos fabricantes, como Mercedes-Benz , han recomendado históricamente su reemplazo después de un período específico para garantizar la fiabilidad. Ciertos vehículos Škoda han indicado una vida útil de los airbags de aproximadamente 14 años desde la fecha de fabricación, después de la cual el reemplazo puede resultar antieconómico en relación con el valor del vehículo. Por el contrario, Volvo ha declarado que los airbags están diseñados para durar toda la vida útil del vehículo, aunque esto no se presenta como una garantía absoluta de rendimiento. ^{[ 135 ]}

Limitaciones

Aunque los millones de airbags instalados en uso tienen un excelente historial de seguridad, existen algunas limitaciones en su capacidad para proteger a los ocupantes del vehículo. La implementación original de los airbags frontales ofrecía poca protección contra colisiones laterales , que pueden ser más peligrosas que las frontales, ya que la zona de deformación programada frente al habitáculo queda completamente anulada. Los airbags laterales y las cortinas de airbags son cada vez más obligatorios en los vehículos modernos para proteger contra este tipo de colisiones, muy frecuentes.

Los airbags están diseñados para desplegarse una sola vez, por lo que resultan ineficaces si se producen colisiones adicionales tras el impacto inicial. Pueden producirse múltiples impactos durante vuelcos u otros incidentes que impliquen múltiples colisiones, como colisiones de varios vehículos . ^{[ 136 ]}

Una situación extremadamente peligrosa ocurre durante las " colisiones por empotramiento ", en las que un vehículo de pasajeros choca con la parte trasera de un camión con remolque que carece de una protección trasera contra empotramiento, o golpea el lateral de dicho remolque que no está equipado con una protección lateral contra empotramiento. ^{[ 137 ]} La plataforma de un remolque típico está aproximadamente a la altura de la cabeza de un ocupante adulto sentado en un automóvil típico. Esto significa que no existe mucha barrera entre la cabeza y el borde de la plataforma del remolque, excepto un parabrisas de vidrio . ^{[ 138 ]} En una colisión por empotramiento, las zonas de deformación del automóvil diseñadas para absorber la energía de la colisión se eluden por completo, y las bolsas de aire pueden no desplegarse a tiempo porque el automóvil no desacelera apreciablemente hasta que el parabrisas y los pilares del techo ya han impactado la plataforma del remolque. ^{[ 136 ]} Incluso el inflado tardío de las bolsas de aire puede ser inútil debido a la gran intrusión en el espacio de pasajeros, dejando a los ocupantes en alto riesgo de traumatismo craneoencefálico grave o decapitación incluso en colisiones a baja velocidad. Las normas de Europa Occidental para las protecciones anticolisión han sido más estrictas que las normas norteamericanas, que normalmente han permitido la adopción de equipos antiguos que pueden seguir circulando durante décadas. ^{[ 137 ]}^{[ 139 ]}

Los sistemas de airbag típicos se desactivan por completo al apagar el contacto . Los apagados inesperados suelen desactivar también el motor, la dirección asistida y los frenos asistidos , y pueden ser la causa directa de una colisión. Si se produce una colisión violenta, los airbags desactivados no se desplegarán para proteger a los ocupantes del vehículo. En 2014, General Motors admitió haber ocultado información sobre colisiones mortales causadas por interruptores de encendido defectuosos que apagaban bruscamente el coche (incluidos sus airbags). Entre 13 y 74 muertes se han atribuido directamente a este defecto, dependiendo de cómo se clasifiquen los fallecimientos. ^{[ 140 ]}

Heridos y fallecidos

En raras ocasiones, los airbags pueden lesionar y, en casos muy excepcionales, causar la muerte de los ocupantes del vehículo. Para brindar protección en caso de colisión a los ocupantes que no usan el cinturón de seguridad, los airbags diseñados en Estados Unidos se activan con mucha más fuerza que los diseñados según las normas internacionales ECE utilizadas en la mayoría de los demás países. Los controladores de airbag "inteligentes" más recientes pueden detectar si se usa el cinturón de seguridad y modificar los parámetros de despliegue del airbag en consecuencia. ^{[ 141 ]}

En 1990, se reportó la primera muerte en un accidente automovilístico atribuida a una bolsa de aire. ^{[ 142 ]} TRW produjo la primera bolsa de aire inflada con gas en 1994, y poco después se popularizaron las bolsas con sensores y de baja fuerza de inflado. Las bolsas de aire de doble profundidad (también conocidas como de doble etapa) aparecieron en los automóviles de pasajeros en 1998. Para 2005, las muertes relacionadas con bolsas de aire habían disminuido, sin muertes de adultos y con dos muertes de niños atribuidas a bolsas de aire ese año. Sin embargo, las lesiones siguen siendo bastante comunes en colisiones con despliegue de bolsas de aire.

Las lesiones graves son menos frecuentes, pero pueden ocurrir lesiones graves o mortales a los ocupantes del vehículo que se encuentren muy cerca de un airbag o en contacto directo con él al desplegarse. Estas lesiones pueden sufrir conductores inconscientes desplomados sobre el volante, ocupantes sin cinturón de seguridad o mal sujetos que se deslizan hacia adelante en el asiento durante el frenado previo a la colisión, y conductores con el cinturón de seguridad correctamente puesto sentados muy cerca del volante. Una buena razón para que el conductor no cruce las manos sobre el volante, una regla que se enseña a la mayoría de los conductores noveles pero que muchos olvidan rápidamente, es que el despliegue del airbag al tomar una curva puede provocar que las manos del conductor se golpeen con fuerza contra su cara, agravando cualquier lesión causada por el propio airbag.

Un estudio estadounidense mostró que el riesgo de sufrir una lesión craneal grave es del 5,495 % al viajar a 40-48 km/h (25-30 mph) . El riesgo se reduce para los pasajeros al 4,435 %. Este riesgo se reduce en un 80,5 % hasta el 1,073 % al usar un airbag. El riesgo para los pasajeros se reduce en un 82 % hasta el 0,797 %. Las pruebas con airbags se realizaron a 56 km/h (35 mph) , entre 8 y 16 km/h (5-10 mph) más rápido que las pruebas sin airbags. Hay un riesgo de lesión grave del 15,45 % para los ocupantes no protegidos a 48-56 km/h (30-35 mph) , que se reduce al 4,68 % con ocupantes protegidos. Esto representa una disminución del 69,7 % en la probabilidad de sufrir una lesión grave, con los airbags desplegándose el 96,1 % de las veces. ^[¹⁴³^]

Las mejoras en la tecnología de sensores y generadores de gas han permitido el desarrollo de sistemas de airbag de tercera generación que pueden ajustar sus parámetros de despliegue al tamaño, peso, posición y estado de sujeción del ocupante. Estas mejoras han demostrado una reducción del factor de riesgo de lesiones para adultos pequeños y niños, quienes presentaban un mayor riesgo de lesiones con los sistemas de airbag de primera generación. ^{[ 144 ]}

Un modelo de bolsas de aire fabricadas por Takata Corporation utilizaba composiciones generadoras de gas a base de nitrato de amonio en los infladores de las bolsas de aire en lugar del compuesto tetrazol , más estable pero más caro . Los infladores a base de nitrato de amonio tienen un defecto: los infladores viejos con exposición prolongada a condiciones climáticas cálidas y húmedas podrían romperse durante el despliegue, proyectando fragmentos de metal a través de la bolsa de aire hacia el conductor. ^{[ 145 ]} Hasta diciembre de 2022, el defecto había causado 33 muertes en todo el mundo, con hasta 24 en EE. UU. y el resto en Australia y Malasia. ^{[ 146 ]} La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) retiró más de 33 millones de vehículos en mayo de 2015, ^{[ 147 ]} y multó a Takata con 70 millones de dólares en noviembre de 2015. ^{[ 148 ]} Toyota, Mazda y Honda han declarado que no utilizarán infladores de nitrato de amonio. ^{[ 149 ]}^{[ 150 ]} En junio de 2017, Takata se declaró en bancarrota. ^{[ 151 ]}

Estadísticas de mortalidad por bolsas de aire

Entre 1990 y 2000, la NHTSA de Estados Unidos identificó 175 muertes causadas por bolsas de aire. La mayoría de ellas (104) correspondían a niños. Durante ese período se produjeron aproximadamente 3,3 millones de despliegues de bolsas de aire, y la agencia estima que se salvaron más de 6377 vidas y se previnieron innumerables lesiones. ^{[ 142 ]}^{[ 152 ]}

Una silla infantil orientada hacia atrás colocada en el asiento delantero de un vehículo sitúa la cabeza del bebé cerca del airbag, lo que puede provocar lesiones craneales graves o incluso la muerte si el airbag se despliega. Algunos coches modernos incluyen un interruptor para desactivar el airbag del pasajero delantero, en caso de que se utilice una silla infantil en ese asiento (aunque no en Australia, donde las sillas infantiles orientadas hacia atrás están prohibidas en los asientos delanteros donde hay airbag).

En vehículos con airbags laterales, es peligroso que los ocupantes se apoyen en las ventanas, puertas y pilares, o que coloquen objetos entre ellos y el lateral del vehículo. Los objetos colgados de los ganchos para perchas del vehículo pueden ser peligrosos si se despliegan los airbags de cortina laterales. ^{[ 153 ]} Un airbag montado en el asiento también puede causar lesiones internas si el ocupante se apoya en la puerta. ^{[ 154 ]}^{[ 155 ]}

Aplicaciones aeroespaciales y militares

La industria aeroespacial y el gobierno de Estados Unidos llevan muchos años utilizando tecnologías de airbags. La NASA y el Departamento de Defensa de Estados Unidos incorporaron sistemas de airbags en diversas aeronaves y naves espaciales ya en la década de 1960.

Sistemas de aterrizaje con bolsas de aire para naves espaciales

Las primeras misiones Luna 9 y Luna 13 utilizaron bolsas de aire para el aterrizaje . Al igual que en misiones posteriores, estas emplearon bolsas de aire para rebotar sobre la superficie, absorbiendo la energía del aterrizaje. El módulo de aterrizaje Mars Pathfinder utilizó un innovador sistema de aterrizaje con bolsas de aire, complementado con aerofrenado , paracaídas y propulsores de aterrizaje de cohete sólido . Este prototipo probó con éxito el concepto, y los dos módulos de aterrizaje de la misión Mars Exploration Rover emplearon sistemas de aterrizaje similares. El módulo de aterrizaje Beagle 2 también intentó utilizar bolsas de aire para el aterrizaje; el aterrizaje fue exitoso y el módulo tocó tierra de forma segura, pero varios de los paneles solares de la nave no se desplegaron, lo que la dejó inoperativa.

El Boeing Starliner utiliza seis bolsas de aire para amortiguar el aterrizaje en tierra de la cápsula tripulada. ^{[ 156 ]}

Sistemas de aterrizaje con airbags para aeronaves

Los airbags también se han utilizado en aviones militares de ala fija, como la cápsula de escape de la tripulación del F-111 Aardvark .

Protección de los ocupantes

El Ejército de los Estados Unidos ha incorporado bolsas de aire en sus flotas de helicópteros UH-60A/L ^{[ 157 ]}^{[ 158 ]} Black Hawk y OH-58D Kiowa Warrior ^{[ 159 ] . El Sistema de Bolsas de Aire de Cabina (CABS)}^{[ 160 ]} consta de bolsas de aire delanteras y laterales, y una estructura tubular inflable (solo en el OH-58D) con una Unidad Electrónica de Sensores de Colisión (ECSU). El sistema CABS fue desarrollado por la Dirección de Tecnología Aplicada de Aviación del Ejército de los Estados Unidos , a través de un contrato con Simula Safety Systems (ahora BAE Systems ). ^{[ 161 ]} Es el primer sistema de bolsas de aire convencional para la prevención de lesiones de ocupantes (a nivel mundial) diseñado, desarrollado y puesto en servicio para una aeronave, y el primero específicamente para aplicaciones de helicópteros. ^{[ 162 ]}^{[ 163 ]}

Otros usos

A mediados de la década de 1970, el Laboratorio de Investigación del Transporte del Reino Unido probó varios tipos de airbags para motocicletas . En 2006, Honda introdujo el primer sistema de seguridad con airbag para motocicletas de producción en serie en su modelo Gold Wing . Honda afirma que los sensores en las horquillas delanteras pueden detectar una colisión frontal severa y decidir cuándo desplegar el airbag, absorbiendo parte de la energía del impacto hacia adelante del conductor y reduciendo la velocidad a la que este podría salir despedido de la motocicleta. ^{[ 164 ]}

Más comúnmente, los chalecos con airbag —ya sean integrados en la chaqueta del motociclista o usados sobre ella— han comenzado a ser utilizados por motociclistas habituales en la calle. ^{[ 165 ]} MotoGP ha hecho obligatorio desde 2018 que los pilotos usen trajes con airbags integrados. ^{[ 166 ]}

De manera similar, empresas como Helite y Hit-Air han comercializado airbags ecuestres, que se fijan a la silla de montar y los lleva el jinete. Otros deportes, en particular el esquí y el snowboard, han comenzado a introducir mecanismos de seguridad con airbags. ^{[ 167 ]}

Airbag para ciclismo
Airbag en una motocicleta

Véase también

Referencias

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