La deformación programada en las partes delantera y trasera de la carrocería ha sido una contribución fundamental a la seguridad de los pasajeros. La energía del choque debe encontrar una vía de disipación sin comprometer gravemente el habitáculo. La deformación programada consigue absorber una gran cantidad de la energía generada en un impacto, sacrificando los componentes de la carrocería cercanos al habitáculo. El objetivo es lograr una retención progresiva de la energía liberada en el impacto para evitar la transmisión de cargas extremas a los ocupantes del vehículo. Uno de los aspectos más críticos en la fase de diseño y experimentación de un nuevo modelo es la implementación de medidas de seguridad pasiva que contribuyan a reducir los riesgos en caso de accidente. Los elementos programados para su deformación suelen ser las piezas estructurales que conforman las zonas de absorción de energía. Estas, a su vez, son las que soportan la mayor parte de los esfuerzos. Desde el punto de vista de la seguridad, su diseño se enfoca en la geometría y la disposición estratégica de los puntos fusibles.
Puntos Fusibles Clave en la Estructura de la Carrocería
- Largueros delanteros inferiores
- Largueros delanteros superiores
- Travesaño delantero
- Pilares
- Largueros traseros
- Largueros laterales inferiores
- Vigueta transversal
- Travesaños de techo
- Barras laterales
Comportamiento de la Estructura Delantera en Impactos
Los largueros delanteros se deforman de manera calculada para atenuar y absorber la energía del impacto. Estos largueros suelen unirse mediante uno o dos travesaños delanteros, cuya función es distribuir la energía del impacto a toda la parte frontal del vehículo.
Soluciones de Diseño para la Estructura Delantera
- La colocación de largueros delanteros en horquilla, que distribuyen la energía del impacto en varias direcciones: hacia el suelo, los estribos y el túnel (especialmente relevante en vehículos 4×4 o de propulsión trasera).
- La disposición de refuerzos en los largueros y montantes laterales, conectados por un travesaño estructural hueco situado debajo del parabrisas, garantiza la rigidez transversal del habitáculo.
- Determinados elementos de la estructura (largueros, travesaños, refuerzos) disponen de puntos fusibles estratégicos para controlar su deformación en zonas específicas.
- La incorporación de refuerzos bajo el suelo y en el soporte de la palanca de cambio aumenta la solidez y rigidez del piso.
- Los anclajes del motor, por su geometría y ubicación, deben asegurar que, en caso de impacto, la fuerza se descargue sobre el armazón delantero y no sobre el habitáculo.
- Una sección cónica o piramidal en los largueros permite que estos absorban energía progresivamente mediante su autoembutición controlada.
- En los capós delanteros, suelen incorporarse puntos fusibles que permiten que se doblen por la mitad, evitando así que impacten en el parabrisas. Algunos modelos incluyen un gancho de seguridad que previene su desprendimiento en caso de impacto.
Comportamiento de la Estructura Trasera en Impactos
En un impacto posterior, la deformación se inicia con el impacto en el paragolpes trasero, el cual, mediante sus soportes de fijación, distribuye la energía a los largueros traseros. Estos comienzan a deformarse de manera progresiva y uniforme. Simultáneamente, también comienzan a deformarse los anillos de seguridad central y superior, delimitados por la cintura de las puertas y los pilares reforzados. La base del suelo también se deforma en las zonas con pliegues predefinidos. En un impacto posterior, es fundamental asegurar que el depósito de combustible permanezca ileso. Por ello, se sitúa fuera de la zona de deformación programada, contribuyendo así a la protección antiincendios.
Soluciones Estructurales para la Protección Trasera
- Para aumentar la capacidad de deformación y absorción de energía, se sustituyen los perfiles abiertos por perfiles cerrados con chapa de mayor espesor.
- Se refuerzan los armazones laterales y los pasos de rueda traseros.
- El depósito de combustible se ubica lo más protegido posible y alejado del parachoques.
- Las bisagras del maletero están diseñadas para impedir la intrusión del mismo en el habitáculo.
- Los largueros suelen unirse con un travesaño para distribuir las fuerzas del impacto.
- En algunos fabricantes, la protección se complementa con un travesaño bajo la luneta trasera, la bandeja trasera y por detrás del respaldo, con el fin de proteger contra el movimiento de la carga transportada en el maletero.
Comportamiento de la Estructura Lateral en Impactos
En un impacto lateral, la deformación controlada de la carrocería es más compleja, ya que estas zonas suelen ser más débiles, disponen de huecos escasamente reforzados y la separación entre las puertas y los pasajeros es reducida. En impactos de este tipo, la estabilidad de toda la carrocería es crucial para evitar deformaciones severas e impedir intrusiones. La protección se enfoca en evitar el hundimiento de las puertas y que estas alcancen a los pasajeros. Las puertas deben poder abrirse fácilmente después del impacto.
Soluciones de Diseño para la Protección Lateral
- Reforzando los largueros ubicados bajo las puertas.
- Reforzando los montantes centrales y posteriores en los puntos de anclaje de los largueros.
- Diseñando la parte central con una elevada rigidez.
- Incorporando travesaños de elevada resistencia debajo de los asientos.
- Reforzando la jaula de ocupantes con travesaños muy rígidos.
- Utilizando armazones de asiento capaces de soportar incluso las presiones laterales.
- Implementando tapizados interiores de las puertas con capacidad de absorción de energía.
- Integrando elementos muy resistentes en la unión de las puertas (bisagras, cerraduras, pestillos), lo que asegura que las puertas permanezcan cerradas durante el impacto.
Para aumentar la resistencia de las puertas y evitar la intrusión, se emplean refuerzos de chapa embutida, diseños específicos de bisagras y barras perfiladas de refuerzo colocadas longitudinalmente.