El cinturón de seguridad es un arnés diseñado para sujetar a los ocupantes de un vehículo en caso de una colisión y evitar que se golpeen con el interior o sean eyectados. Se usan primero en aviones en los 1930 y luego se hicieron obligatorios en autos. Los cinturones minimizan las lesiones al impedir que los pasajeros se muevan bruscamente y se golpeen con objetos duros o personas en asientos delanteros.

1. Un cinturón de seguridad es un arnés
diseñado para sujetar a un ocupante de un
vehículo si ocurre una colisión. Comenzaron a
utilizarse en aeronaves en los años 1930 y, luego
de años de polémica, su uso en Coches es
actualmente obligatorio en muchos países.
El objetivo de los cinturones de seguridad es
minimizar las heridas en una colisión,
impidiendo el pasajero se golpee con los
elementos duros del interior, en especial con las
personas en la fila de asientos anterior, y que sea
arrojado fuera del vehículo.

2. El cinturón se debe colocar los más pegado
posible al cuerpo, plano y sin nudos o dobleces.
Los pilotos de competición llevan los arneses
bastante apretados, pero no es necesario en un
coche de calle. El cinturón de las caderas debe
estar situado por delante de las crestas ilíacas,
los huesos que sobresalen en las caderas. Esto es
para que sujete al cuerpo contra un hueso duro y
no contra el abdomen blando.
En el caso de las embarazadas, se vende un
accesorio para asegurarse que el cinturón queda
debajo de la barriga. Se engancha entre las
piernas a la banda de la cintura y por debajo del
asiento.

3. Está comprobado que el cinturón de
seguridad reduce considerablemente el
número de lesiones y la gravedad de las
mismas en los ocupantes de los vehículos
implicados en accidentes de tráfico, ya que
en caso de vuelco sujeta a los ocupantes y
evita que se golpeen son el interior del
vehículo así como que puedan salir
despedidos a través de las ventanas de los
mismos. También es efectivo en accidentes
frontales, laterales y traseros.

4. Las ventajas de usar el cinturón
La principal función de este dispositivo es
mantener al ocupante en su sitio y evitar que la
persona salga despedida fuera del vehículo o se
desplacen dentro del habitáculo en caso de
colisión.
El cinturón es útil en cualquier tipo de trayecto,
corto o largo, urbano o por carretera y tanto en
las plazas delanteras como en las traseras. Y es
que un pasajero de unos 50 kilos de peso que
viaja en un asiento trasero puede producir una
fuerza de 3.000 kilos contra la plaza delantera en
un choque a tan sólo 50 km/h.

5. El cinturón es útil en cualquier tipo de trayecto,
corto o largo, urbano o por carretera y tanto en las
plazas delanteras como en las traseras. Y es que un
pasajero de unos 50 kilos de peso que viaja en un
asiento trasero puede producir una fuerza de 3.000
kilos contra la plaza delantera en un choque a tan
sólo 50 km/h.

6. En el caso de los niños de menos de 36 kilos
o de altura inferior a 1,5 metros, el cinturón
de seguridad no es efectivo, por lo que deben
utilizar elementos de retención
homologados y adecuados a su peso y
estatura.
Por último, un detalle importante: el airbag
nunca puede ser un sustituto del cinturón de
seguridad, sino un complemento, ya que
ambos elementos están diseñados para
trabajar juntos y si el airbag se activa sin el
cinturón puede ser incluso más perjudicial.

7. Tipos de Cinturones:
Cinturón de dos puntos
Es el que se coloca sobre las caderas del pasajero. Se lo
sigue utilizando principalmente en los aviones. Se lo ha
criticado por causar la separación de la espina lumbar,
causando a veces parálisis (conocida como "síndrome del
cinturón de seguridad")
Cinturón de tres puntos
Incluyen un cinturón en la falda y otro que va de un punto
de anclaje en el primero a otro punto por sobre el hombro
del pasajero.

8. Cinturón de cinco puntos
Más seguros, pero más restrictivos, se suelen utilizar
en sillas para niños y en Coches de competición. La
porción de la falda se conecta a un cinturón entre las
piernas. Además hay dos cinturones por sobre ambos
hombros, haciendo un total de cinco puntos de
anclaje.
Pretensor cinturón de seguridad
Ya se ha comentado la importancia de utilizar el cinturón
de seguridad por su aporte en la reducción de lesiones en
caso de accidente. Los pretensores en los cinturones de
seguridad mejoran la eficacia de éstos en impactos de
cierta consideración. En caso de impacto, estos elementos
permiten que el cinturón de seguridad no sólo impida el
desplazamiento de los ocupantes del vehículo, sino que
también intervenga activamente para aferrarlo contra el
asiento.

9. El pretensor cuando se activa tensa el cinturón de seguridad,
manteniendo a los ocupantes pegados al asiento durante el
impacto. Esto permite el correcto funcionamiento de los
demás sistemas de seguridad pasiva del vehículo, como
pueden ser los airbags o los apoyacabezas activos, al evitar
desplazamientos de los ocupantes del vehículo.
Existen pretensores de accionamiento mecánico o
pirotécnico, y pueden actuar en el carrete del cinturón, en el
cierre o en ambos puntos. El accionamiento de mayor
efectividad por su precisión y confiabilidad es el pirotécnico,
que activa el pretensor a través de una explosión controlada
de forma similar a un airbag. El pretensor se dispara a través
de sensores mecánicos de inercia o bien haciendo uso de los
sensores del airbag. En este último caso se obtiene una
óptima complementación entre el pretensor y el airbag
frontal, con lo que la combinación de estos sistemas resulta
tremendamente eficaz para reducir lesiones en impactos
frontales.

10. Limitador de tensión cinturón de seguridad
En caso de accidente el cinturón de seguridad, si
bien protege de una gran cantidad de lesiones
graves, también puede causar algunas heridas en
la región del tórax. Estas heridas se producen
por la acción del cinturón de seguridad al
retener el cuerpo del ocupante bajo impactos
violentos.
El limitador de tensión permite el estiramiento
controlado del punto de fijación del cinturón de
seguridad, reduciendo de esta forma la tensión
de este sobre el tórax del ocupante.

11. Esto permite reducir drásticamente el
riesgo de fracturas en las costillas, por
ejemplo.
Para maximizar la eficacia del cinturón
de seguridad es necesario que éste se
mantenga siempre sin holguras y
ajustado al cuerpo del ocupante. Si
existen holguras, mayor será la
probabilidad que el cinturón de
seguridad provoque heridas en caso de
impacto. Este problema es solucionado
con el pretensor para el cinturón de
seguridad, el cual es un excelente
complemento al limitador de tensión, ya
que mejora su eficacia.

12. Apoyacabezas activo (sistema de
protección cervical)
Para reducir el riesgo de lesiones bajo un
impacto trasero se debe reducir al máximo el
movimiento relativo entre las cabezas de los
ocupantes y el resto del cuerpo. La primera
medida para evitar este riesgo es que el
apoyacabezas se encuentre cerca de la cabeza de
los ocupantes al momento del impacto. Por esta
razón es importante regularlos adecuadamente
cuando se ingresa a un vehículo nuevo (ver
“apoyacabezas traseros”).

13. Ejemplos de sistemas de apoyacabezas
activos

14. Los apoyacabezas activos se activan bajo
impactos posteriores, y están diseñados para
acercarse automáticamente a la cabeza de los
ocupantes en estas circunstancias. Esto no
significa que no deban ser regulados tal como se
hace con los apoyacabezas convencionales: la
regulación de estos elementos es fundamental.
Cuando se produce un impacto posterior, el
apoyacabeza activo se desplaza inmediatamente
hacia la cabeza del conductor, evitando que ésta
se “quede atrás” en el movimiento hacia delante
del resto del cuerpo. Este comportamiento
permite reducir las lesiones por el llamado
“efecto latigazo” (ver “apoyacabezas traseros”).

15. Apoyacabezas traseros
Los apoyacabezas sirven para prevenir lesiones cervicales
en impactos traseros. Para que sean eficaces, deben estar
posicionados detrás de la cabeza del conductor. Sin
embargo, normalmente ocurre que los apoyacabezas son
regulados en su posición mas baja, reduciendo
drásticamente su protección de caso de impacto posterior,
llegando incluso a ser contraproducentes.
Cuando un vehículo sufre un impacto trasero es sometido
a una aceleración hacia delante, lo que provoca que el
asiento empuje el cuerpo del ocupante también hacia
adelante. Si la cabeza de éste no se encuentra apoyada,
oscila respecto del torso, lo que provoca un violento
cambio de dirección en el cuello, que toma forma de “s” al
principio y posteriormente se va hacia atrás. Este
movimiento se denomina efecto latigazo.

17. Los apoyacabezas deben estar regulados de
manera de maximizar su contribución a la
seguridad de cada persona en caso de impacto
posterior. La posición ideal del apoyacabezas es
a menos de 5 cm de distancia, tanto vertical
como horizontal, de la cabeza. La figura
siguiente ilustra la regulación de este elemento.

18. Regulación correcta de los apoyacabezas
En la figura, la zona de mayor seguridad (good)
queda determinada por las distancias de
seguridad tanto en altura (height) como en
separación (backset), siendo la región donde se
cruzan las dos franjas de seguridad. Si se
aumentan cualquiera de las distancia anteriores
se sale fuera de la región óptima, indicando que
el nivel de seguridad entregado por el
apoyacabezas.
Los apoyacabezas traseros, como se ve, son
tienen una función de suma importancia en
impactos traseros.

19. sirve para proteger a los ocupantes del vehículo en
caso de choque, evitando el golpe contra las
superficies rígidas del interior del habitáculo.
Actúan de barrera, y ayudan a retener de manera
suave el cuerpo del ocupante. Este sistema de
seguridad pasiva está destinado a servir de
protección suplementario y nunca puede sustituir
a los cinturones de seguridad. Básicamente hay
tres tipos de airbags: frontal (para conductor y
acompañante), lateral (para proteger en colisiones
laterales) y de cortina (para proteger la cabeza)

20. Airbag frontal
Si se sufre un impacto frontal contra un objeto inmóvil,
circulando a unas velocidades superiores a 30 km/h, existe un
importante riesgo de sufrir lesiones graves en cabeza,
cervicales y parte alta del tronco del ocupante del asiento.
Para reducir las consecuencias de este tipo de accidentes se
ha diseñado el sistema de airbag frontal. Básicamente, el
airbag (bolsa de aire en inglés) está constituido por un cojín
hinchable, colocado en el interior del volante en el caso del
conductor y en el tablero para el copiloto, capaz de
desplegarse por completo en caso de impacto, ofreciendo al
ocupante del vehículo una zona sobre la que puede
amortiguar su desplazamiento como consecuencia de la
colisión.

21. Su principio de funcionamiento se basa en la
absorción de la energía cinética del choque
mediante la amortiguación que produce una
bolsa llena de gas. Al chocar contra la bolsa, que
debe estar completamente inflada en ese
momento, el cuerpo transmite a la misma su
energía, al tiempo que ésta le impide que se
mueva y lesione. El airbag frontal se activa entre
5 y 20 milisegundos bajo impactos frontales y
oblicuos de hasta 30º respecto del eje
longitudinal del vehículo. Cuando la bolsa se
infla alcanza velocidades de 250 km/h, lo que
permite que esté completamente inflada cuando
el cuerpo del ocupante la impacte. Luego del
contacto del cuerpo del ocupante, la bolsa se
desinfla automáticamente.

23. Durante el impacto, el airbag frontal entrega una
suficiente área de contacto para el cuerpo del conductor,
aunque no obstaculiza completamente su visión. El
mecanismo que activa la bolsa es operado por fuerza de
inercia, lo que evita cualquier activación inesperada
producto de fallas en el sistema eléctrico del vehículo. Es
importante mencionar que el airbag está diseñado para
funcionar una sola vez, y que si se activa debe ser
reemplazado únicamente por el fabricante del vehículo.
Secuencia de funcionamiento de un airbag frontal

24. Para el correcto uso de la bolsa de aire frontal deben
seguirse los siguientes consejos:
*Utilizar siempre el cinturón de seguridad
*Sentarse a una distancia mínima de 30 cm del volante de
dirección
*No ubicar nunca a un bebé en su silla de seguridad
invertida si el asiento cuenta con airbag frontal. Los bebés
deben ser transportados en sillas de seguridad en los
asientos traseros del vehículo.
Consecuencias de instalar una silla para niños mirando hacia
atrás en el asiento delantero

25. Airbags laterales
El impacto lateral tiene características distintas a las del
impacto frontal. En este caso, solamente 20 a 30 cm de la
estructura lateral del vehículo protegen a los ocupantes
del golpe. Esta razón es citada por estudios
internacionales para explicar la mayor gravedad de los
accidentes en que se producen impactos laterales.
Tipos de montaje de airbags laterales: en las puertas (izquierda) y
en los asientos (derecha)

26. Los airbags laterales son bolsas de aire de alrededor
de 12 lt de capacidad que se instalan en los asientos o
bien en las puertas del vehículo. Su misión es
proteger la cabeza y las caderas del ocupante,
evitando el impacto de éste con la estructura de la
puerta. Debido al escaso espacio entre el cuerpo del
ocupante y la puerta del automóvil, la bolsa se
despliega inmediatamente cuando detecta un
impacto lateral, tardando alrededor de 3
milisegundos.
Al igual que en caso del airbag frontal, las bolsas de
aire laterales reducen drásticamente su utilidad si se
activan cuando el ocupante no tiene ajustado su
cinturón de seguridad. Según un estudio realizado
por Volvo, los airbags laterales reducen en un 40%
las graves consecuencias de los accidentes laterales.

27. Airbag para la cabeza (cortina)
En algunos impactos, la presencia de airbags laterales no
es suficiente para evitar que la cabeza de los ocupantes
golpee las ventanas laterales, o que salga al exterior si
estas están abiertas. Para controlar esta situación se
desarrolló el airbag para la cabeza, que retiene el
movimiento de la cabeza de forma controlada en caso de
impacto.
Tipos de airbag para la cabeza: de cortina (izquierda) y
tubular (derecha)

28. Esta bolsa de aire se ubica en la parte interior del
marco del vehículo, recubriendo el lateral a la
altura de las ventanillas. En algunos modelos la
bolsa es individual y de forma tubular, y en otros
es un colchón de mayores dimensiones que
protege a todos los ocupantes de un lado. Su
tiempo de inflado es de 25 milisegundos.
Estas bolsas muestran toda su eficacia cuando se
produce un impacto lateral contra un objeto
estrecho, como puede ser un poste o un árbol.
En estas circunstancias, el airbag para la cabeza
puede hacer la diferencia entre la vida y la
muerte de los ocupantes, siempre que estos
utilicen el cinturón de seguridad.

29. 1 airbag para la rodilla del conductor.
Ubicado debajo del tablero, funciona junto
con el airbag delantero para reducir las
lesiones en las piernas de la persona que
maneja el auto en el momento del impacto.
Además, el sistema de seguridad personal de
Ford adapta el uso de los airbags a la
gravedad del impacto producto del choque,
el uso de los cinturones de seguridad del
conductor y los pasajeros, la posición del
asiento del conductor y la clasificación de los
pasajeros.

30. ¿Cómo se consigue inflar un airbag en
centésimas de segundo?

31. Un microsensor mide la deceleración y
envía los datos a un centro de cálculo para su
análisis. Ante una fuerte colisión, la central
manda un impulso eléctrico que inflama
una pequeña cantidad de pólvora negra
situada por debajo de la bolsa plegada y en
contacto con el contenedor de generación de
gas. Éste incluye unas pastillas de azida de
sodio (NaN3) que, debido al calor
generado en la detonación, desprenden
los 30 litros de nitrógeno que inflarán el
airbag.

32. Con el objetivo de hacer la frenada más eficiente y segura se ideó y se
ha ido perfeccionando el llamado sistema de frenado antibloqueo
("Antilock Bracking System, o ABS).
Básicamente consiste un sistema que evita el bloqueo de las ruedas
al frenar, y por tanto evita que se pierda el control direccional del
vehículo. Esto es así porque sólo una rueda que gira, sin bloquearse,
puede generar unas fuerzas laterales que pueden cumplir con las
funciones de dirección y control del vehículo.
Este sistema de regulación de la frenada comienza con unos sensores
ubicados en las ruedas que controlan permanentemente la velocidad
de giro de las mismas, por eso que también se les llama captadores
RPM de ruedas. A partir de los datos que suministra cada uno de los
sensores, la unidad de control electrónica (la ECU) es capaz de
calcular mediante un algoritmo matemático una velocidad media,
que se toma que corresponde aproximadamente a la velocidad del
vehículo. Comparando las distintas velocidades que va adquiriendo
una rueda con la media global se puede saber si esta rueda amenaza
o no con bloquearse.

34. 2.2- Sensores de rueda
Los sistemas de sensores ABS, también llamados captadores de
rueda, miden la velocidad instantánea en cada rueda, enviando
constantemente esta información a la ECU. El conjunto está
compuesto por el captador o sensor y un generador de impulsos
o rueda fónica (dentada) que gira con la rueda. El sensor de
rueda se instala en el buje de la rueda, donde queda posicionado
frente a la corona dentada que forma parte del propio eje de
transmisión, dejando un entrehierro de un milímetro entre
ambos

35. El sensor o captador se rige por el principio de inducción. Está
formado por imán permanente y una bobina conectada con la
unidad hidráulica. El imán permanente crea un flujo magnético
que se ve afectado por el paso de los dientes de la corona frente
al imán, de manera que genera una tensión eléctrica en la bobina
de tipo alternativa casi sinusoidal, cuya frecuencia es
proporcional a la velocidad de giro de la rueda. La amplitud de la
tensión en el captador es función de la distancia (entrehierro)
entre diente y captador y de la frecuencia.

36. Unidad de Control Electrónico (ECU)
La ECU se encarga del tratamiento de las señales enviadas por los
captadores o sensores de cada rueda. Es el cerebro del sistema ABS.
Recibe información de los sensores y envía señales a las válvulas ABS y a
la unidad hidráulica para el caso de sistemas hidráulico de frenos. Hay
ECUs para aplicaciones de montaje en la cabina o bien en el bastidor.
El sistema de funcionamiento de la ECU se inicia con las informaciones
recibidas por cada sensor, que son tratadas en paralelo mediante unos
microcomputadores. En caso de desigualdad de las informaciones
recibidas entre los sensores, la ECU supone que hay peligro de bloqueo
en alguna rueda e inicia el proceso de regulación de la frenada, es decir,
activa el ABS.

37. La respuesta o salida de la ECU es amplificada
para que sirvan para activar a las electroválvulas
y la unidad hidráulica.
Además la ECU sirve para la realización de la
diagnosis, según una doble vertiente:
- por un lado, la ECU realiza acciones
autónomas que utiliza para labores de
comprobación de sus periféricos y de su propio
funcionamiento, es decir, auto-diagnosis;
- por otro lado, se refiere a la posibilidad de
acceder a las informaciones o estado del sistema
desde el exterior, es decir, la diagnosis exterior
que realiza un mecánico mediante el aparato de
diagnosis.

38. - Electroválvulas
Están constituidas de un solenoide y de un inducido móvil
que desarrolla las funciones de apertura y cierre. La
posición de reposo es asegurada por la acción de un
muelle incorporado. Todas las entradas y salidas de las
electroválvulas van protegidas por unos filtros.
Con el objeto de reducir la presión de los frenos se
incorpora una válvula anti retorno a la válvula de
admisión. La válvula se abre cuando la presión de la
bomba de frenos sea inferior a la presión de estribo, por
ejemplo, cuando se deja de frenar estando el ABS
funcionando.
El circuito de frenado está provisto de dos electroválvulas
de admisión abiertas en reposo y de dos electroválvulas de
escape cerradas en reposo. Será la acción separada o
simultánea de las electroválvulas la que permitirá
modular la presión en los circuitos de frenado.

39. Unidad hidráulica (H/U):
En el modo de operación de ABS, la H/U cambia
los conductos de líquido para controlar la
presión del líquido de los cilindros de rueda,
como respuesta a la instrucción recibida del
ABSCM. La H/U también forma parte del
conducto del líquido de frenos que se extiende
desde el cilindro maestro a los cilindros de
rueda, junto con las tuberías.

40. Relé de la válvula:
Actúa como interruptor de alimentación de la
válvula de solenoide y de la bobina del relé del
motor, como respuesta a una instrucción
recibida del ABSCM. El relé de la válvula
también constituye uno de los circuitos de
mando duplicados de el piloto de ABS.
Relé del motor:
Sirve como interruptor de alimentación del
motor de la bomba, como respuesta a una
instrucción recibida del ABSCM.
Interruptor de la luz de parada:
Informa al ABSCM si se está pisando o no el
pedal del freno como condición para determinar
la operación del ABS.

41. Piloto de ABS:
Alerta al conductor que hay una anomalía en el
ABS. Estando conectados el conector de
diagnóstico y el terminal de diagnóstico, la luz
destella para indicar los códigos de averías como
respuesta a una instrucción recibida del
ABSCM.
Módulo de control de la transmisión
automática (TCM) (Sólo vehículos con A/T):
Proporciona los controles para los cambios
(fijando la velocidad en 3a o cambiando las
características de transmisión entre las ruedas
delanteras y traseras en un vehículo 4WD) como
respuesta a una instrucción recibida del
ABSCM.

42. VENTAJAS DE LOS FRENOS ABS
· El proceso instantáneo de regulación garantiza una
manejabilidad plena del automóvil en todo
momento, incluso en situaciones de frenado de
emergencia.
· El automóvil permanece siempre manejable,
incluso al frenar a fondo.
· El conductor (hasta el menos experto) conserva un
dominio perfecto del automóvil al frenar.
· El automóvil no derrapa al frenar a fondo en una
curva.
· El comportamiento del automóvil al frenar es
independiente de las condiciones del suelo: por
ejemplo, si el centro de la calzada está seco, mientras
que el arcén está cubierto de nieve.
· En conjunto, el ABS constituye una contribución
importante a la seguridad activa del automóvil.