Bolsa de aire

Los módulos de airbag delantero y pasajero, después de haber sido desplegado, en un Peugeot 306

Una bolsa de aire es un sistema de sujeción para los ocupantes del vehículo que utiliza una bolsa diseñada para inflarse extremadamente rápido y luego desinflarse rápidamente durante una colisión. Está compuesto por el cojín del airbag, una bolsa de tela flexible, un módulo de inflado y un sensor de impacto. El propósito de la bolsa de aire es proporcionar al ocupante del vehículo una amortiguación suave y sujeción durante una colisión. Puede reducir las lesiones entre el ocupante agitado y el interior del vehículo.

La bolsa de aire 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 10 módulos de bolsas de aire en varias configuraciones, que incluyen: conductor, pasajero, cortina lateral, montada en el asiento, montada en la puerta, montada en los pilares B y C para impactos laterales, refuerzo para las rodillas, cinturón de seguridad inflable y peatón. Módulos de bolsas de aire.

Durante un choque, los sensores de choque del vehículo brindan información crucial a la unidad de control electrónico (ECU) de la bolsa de aire, incluido el tipo de colisión, el ángulo y la gravedad del impacto. Usando esta información, el algoritmo de choque de la ECU de la bolsa de aire determina si el evento de choque cumple con los criterios para el despliegue y activa varios circuitos de disparo para desplegar uno o más módulos de bolsas de aire dentro del vehículo. Al funcionar como un sistema de sujeción complementario a los sistemas de cinturones de seguridad del vehículo, los despliegues del módulo de bolsa de aire se activan a través de un proceso pirotécnico que está diseñado para usarse una vez. Los módulos de bolsas de aire de impacto lateral más nuevos consisten en cilindros de aire comprimido que se activan en caso de un impacto lateral del vehículo.

Los primeros diseños comerciales se introdujeron en automóviles de pasajeros durante la década de 1970, con un éxito limitado y, de hecho, causaron algunas muertes. La amplia adopción comercial de las bolsas de aire ocurrió en muchos mercados a fines de la década de 1980 y principios de la de 1990. Muchos vehículos modernos ahora incluyen seis o más unidades.

Seguridad activa frente a pasiva

Las bolsas de aire se consideran "pasivas" sujeciones y actuar como un complemento de "active" restricciones Debido a que no se requiere ninguna acción por parte de un ocupante del vehículo para activar o usar la bolsa de aire, se considera una acción "pasiva" dispositivo. Esto contrasta con los cinturones de seguridad, que se consideran "activos" porque el ocupante del vehículo debe actuar para habilitarlos.

Esta terminología no está relacionada con la seguridad activa y pasiva, que son, respectivamente, sistemas diseñados para prevenir colisiones en primer lugar y sistemas diseñados para minimizar los efectos de las colisiones una vez que ocurren. En este uso, el sistema de frenos antibloqueo de un automóvil califica como un dispositivo de seguridad activa, mientras que tanto sus cinturones de seguridad como sus bolsas de aire califican como dispositivos de seguridad pasiva. Puede surgir una mayor confusión terminológica por el hecho de que los dispositivos y sistemas pasivos (aquellos que no requieren intervención ni acción por parte del ocupante del vehículo) pueden funcionar de manera independiente y activa; una bolsa de aire es uno de esos dispositivos. Por lo general, los profesionales de la seguridad vehicular son cuidadosos en el uso del lenguaje para evitar este tipo de confusión, aunque los principios publicitarios a veces impiden tal precaución semántica en la comercialización de características de seguridad para el consumidor. Confundiendo aún más la terminología, la comunidad de seguridad aérea utiliza los términos "activo" y "pasivo" en el sentido opuesto de la industria automotriz.

Historia

Placa azul que conmemora la patente de Round and Parrott, en el Hospital Dental de Birmingham

John W. Cojín de seguridad de Hetrick 1953

1975 Buick Electra con ACRS

Una bolsa de aire de cortina desplegada en un Opel Vectra

Orígenes

La bolsa de aire "para cubrir aviones y otras partes de vehículos" tiene sus orígenes en una patente estadounidense, presentada en 1919 por dos dentistas de Birmingham, Arthur Parrott & Harold Round y aprobado en 1920. Las cámaras de aire llenas de aire estaban en uso desde 1951. La bolsa de aire específicamente para uso en automóviles se acredita 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. El ingeniero alemán Walter Linderer, quien presentó la patente alemana # 896,312 el 6 de octubre de 1951, se emitió el 12 de noviembre de 1953, aproximadamente tres meses después del estadounidense John Hetrick. Las bolsas de aire de Hetrick y Linderer se basaron en un sistema de aire comprimido, ya sea liberado por resorte, contacto con el parachoques o por el conductor. Investigaciones posteriores durante la década de 1960 demostraron que el aire comprimido no podía inflar las bolsas de aire mecánicas lo suficientemente rápido para garantizar la máxima seguridad, lo que llevó a las bolsas de aire químicas y eléctricas actuales. En las solicitudes de patentes, los fabricantes a veces utilizan el término "sistemas de retención de ocupantes inflables".

Hetrick era ingeniero industrial y miembro de la Marina de los Estados Unidos. Sin embargo, su diseño de bolsa de aire solo surgió cuando combinó su experiencia trabajando con torpedos de la marina con su deseo de proteger a su familia en el camino. A pesar de trabajar con los principales fabricantes de automóviles de su época, Hetrick no pudo atraer inversiones. Si bien ahora se requieren bolsas de aire en todos los automóviles vendidos en los Estados Unidos, la solicitud de patente de Hetrick en 1951 sirve como ejemplo de un "valioso" invención con poco valor económico para su inventor. Su primer uso comercial no se implementó hasta después de que expiró la patente en 1971, momento en el que se instaló la bolsa de aire en algunos autos Ford experimentales.

En 1964, un ingeniero automovilístico japonés, Yasuzaburou Kobori (小堀保三郎), comenzó a desarrollar una bolsa de aire "red de seguridad" sistema. Su diseño aprovechó un explosivo para inflar una bolsa de aire, por lo que luego obtuvo patentes en 14 países. Murió en 1975, antes de ver la adopción generalizada de los sistemas de bolsas de aire.

En 1967, cuando Allen K. Breed inventó un mecanismo de bola en tubo para la detección de choques, se produjo un gran avance en el desarrollo de sensores de colisión de bolsas de aire. Bajo su sistema, un sensor electromecánico con una bola de acero unida a un tubo por un imán inflaría una bolsa de aire en menos de 30 milisegundos. Se utilizó por primera vez una pequeña explosión de azida de sodio en lugar de aire comprimido durante el inflado. Breed Corporation luego comercializó esta innovación a Chrysler. Un "Auto-Ceptor" similar Crash Restraint, desarrollado por Eaton, Yale & Towne para Ford, pronto se ofreció también como sistema de seguridad automático en Estados Unidos, mientras que la empresa italiana Eaton-Livia ofreció una variante con cojines de aire localizados.

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 comprados por flotas gubernamentales. Estos autos venían con un panel de instrumentos Oldsmobile estilo 1974 y un volante especial que contenía la bolsa de aire del lado del conductor. Dos de estos autos fueron probados después de 20 años y las bolsas de aire se desplegaron perfectamente. Un ejemplo temprano de los autos con bolsa de aire sobrevive en 2009. El Oldsmobile Toronado de GM fue el primer vehículo nacional de EE. UU. en incluir una bolsa de aire para el pasajero en 1973. General Motors comercializó sus primeros módulos de bolsa de aire bajo la marca 'Air Cushion'. Sistema de sujeción" nombre, o ACRS. El fabricante de automóviles descontinuó la opción para su año modelo 1977, citando la falta de interés de los consumidores. Luego, Ford y GM pasaron años presionando contra los requisitos de las bolsas de aire, alegando que los dispositivos eran inviables e inapropiados. Chrysler hizo estándar las bolsas de aire del lado del conductor 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.

Como sustituto de los cinturones de seguridad

Las bolsas de aire para automóviles de pasajeros se introdujeron en los Estados Unidos en la década de 1970. Cuando las tasas de uso del cinturón de seguridad en el país eran bastante bajas en comparación con la actualidad, Ford construyó autos experimentales con bolsas de aire en 1971. Allstate operó una flota de 200 Mercury Monterey y mostró la confiabilidad de las bolsas de aire, así como su funcionamiento en pruebas de choque, que también fue promocionado por la compañía de seguros en anuncios de revistas populares. General Motors siguió en 1973 utilizando vehículos Chevrolet de tamaño completo. La primera flota de vehículos experimentales de GM equipados con bolsas de aire experimentó siete muertes, una de las cuales luego se sospechó que había sido causada por la bolsa de aire.

En 1974, GM puso a disposición su sistema ACRS (que consistía en un tablero de instrumentos inferior acolchado y una bolsa de aire en el lado del pasajero) como una opción de producción regular (código RPO AR3) en los modelos Cadillac, Buick y Oldsmobile de tamaño completo. Los autos GM de la década de 1970 equipados con ACRS tenían una bolsa de aire en el lado del conductor, un sistema de sujeción para las rodillas en el lado del conductor. La bolsa de aire del lado del pasajero protegió a ambos pasajeros delanteros y, a diferencia de la mayoría de los sistemas modernos, integró un cojín para las rodillas y el torso al tiempo que tenía un despliegue de dos etapas dictado por la fuerza del impacto. Los automóviles 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 automóviles cerrados sin bolsas de aire para el conductor y el pasajero delantero exterior, pero GM optó por comercializar sus bolsas de aire como sustituto de los cinturones de hombro. Los precios de esta opción en los modelos Cadillac fueron de US $ 225 en 1974, $ 300 en 1975 y $ 340 en 1976 (US $ 1619 en dólares de 2021).

El desarrollo temprano de las bolsas de aire coincidió con el interés internacional en la legislación de seguridad del automóvil. Algunos expertos en seguridad abogaron por un estándar de protección de los ocupantes basado en el desempeño en lugar de uno que exija una solución técnica particular (que podría quedar obsoleta rápidamente y demostrar que no es un enfoque rentable). Sin embargo, se puso menos énfasis en otros diseños ya que los países exigieron con éxito restricciones de cinturones de seguridad.

Como sistema de sujeción suplementario

Bolsa de aire delantera

Tres fotos de un muñeco de prueba de choque cuya cabeza aterriza directamente en el airbag

La industria automotriz y 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 las bolsas ahora se designan nominalmente como sistemas de sujeción suplementarios (SRS) o Sujeciones inflables suplementarias.

En 1981, Mercedes-Benz introdujo la bolsa de aire en Alemania Occidental como una opción en su modelo sedán insignia, la Clase S (W126). En el sistema de Mercedes, los sensores tensan automáticamente los cinturones de seguridad para reducir el número de ocupantes ' movimiento en el impacto y luego desplegó la bolsa de aire en el impacto. Esto integró los cinturones de seguridad y la bolsa de aire en un sistema de sujeción, en lugar de que la bolsa de aire se considere una alternativa al cinturón de seguridad.

En 1987, el Porsche 944 Turbo se convirtió en el primer automóvil en tener bolsas de aire para el conductor y el pasajero como equipo estándar. Los Porsche 944 y 944S tenían esta opción disponible. El mismo año también tuvo la primera bolsa de aire en un automóvil japonés, el Honda Legend.

En 1988, Chrysler se convirtió en el primer fabricante de automóviles de los Estados Unidos en instalar una bolsa de aire del lado del conductor como equipo estándar, que se ofreció en seis modelos diferentes. 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. Chrysler también comenzó a presentar las bolsas de aire en anuncios que mostraban cómo los dispositivos habían salvado vidas que ayudaron al público a conocer su valor y la seguridad se convirtió en una ventaja de venta a fines de la década de 1980. Todas las versiones de las minivans Chrysler venían con bolsas de aire a partir del año modelo 1991. 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. 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. Las bolsas de aire del conductor y del pasajero se convirtieron en equipo estándar en todos los sedán Dodge Intrepid, Eagle Vision y Chrysler Concorde antes de cualquier norma de seguridad. A principios de 1993, el vehículo Chrysler número 4 millones equipado con bolsa de aire salió de la línea de ensamblaje. En octubre de 1993, la Dodge Ram se convirtió en la primera camioneta con una bolsa de aire estándar en el lado del conductor.

La primera colisión conocida entre dos automóviles equipados con bolsas de aire tuvo lugar el 12 de marzo de 1990 en Virginia, EE. UU. Un Chrysler LeBaron de 1989 cruzó la línea central y golpeó a otro Chrysler LeBaron de 1989 en una colisión frontal, lo que provocó que se desplegaran las bolsas de aire de ambos conductores. Los conductores sufrieron solo heridas leves a pesar de los extensos daños a los vehículos.

La Ley de Eficiencia del Transporte Intermodal de Superficie de los Estados Unidos de 1991 exigía que los automóviles de pasajeros y camiones ligeros construidos después del 1 de septiembre de 1998 tuvieran bolsas de aire para el conductor y el pasajero delantero. En los Estados Unidos, la NHTSA estimó que las bolsas de aire habían salvado más de 4600 vidas el 1 de septiembre de 1999; sin embargo, la experiencia de despliegue en caso de accidente de las instalaciones de principios de la década de 1990 indicó que, de hecho, algunas muertes y lesiones graves fueron causadas por las bolsas de aire. 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 requerían una mejor protección para los ocupantes de diferentes tamaños, independientemente de si usaban cinturones de seguridad, mientras se minimizaba el riesgo para bebés, niños y otros ocupantes causado por las bolsas de aire.

En Europa, las bolsas de aire eran casi desconocidas hasta principios de la década de 1990. Para 1991, cuatro fabricantes (BMW, Honda, Mercedes-Benz y Volvo) ofrecieron la bolsa de aire en algunos de sus modelos de gama alta, pero poco después, las bolsas de aire se convirtieron en una característica común en los automóviles más convencionales, con Ford y Vauxhall/Opel entre ellos. los fabricantes introdujeron el airbag en su gama de modelos en 1992. Citroën, Fiat, Nissan, Hyundai, Peugeot, Renault y Volkswagen le siguieron poco después.

En 1999, era difícil encontrar un automóvil nuevo para el mercado masivo sin una bolsa de aire, al menos como equipo opcional, y algunos productos de finales de la década de 1990, como el Volkswagen Golf Mk4, también incluían bolsas de aire laterales. El Peugeot 306 es un ejemplo de la evolución del mercado masivo europeo de automóviles: a partir de principios de 1993, la mayoría de estos modelos ni siquiera ofrecían una bolsa de aire para el conductor como opción, pero en 1999, incluso las bolsas de aire laterales estaban disponibles en varios modelos. variantes. Audi tardó en ofrecer sistemas de bolsas de aire en una escala más amplia, ya que incluso en el año modelo 1994, sus modelos populares no ofrecían bolsas de aire. En cambio, el fabricante de automóviles alemán hasta entonces confiaba únicamente en su sistema patentado de sujeción procon-ten basado en cables.

Se desarrollaron bolsas de aire delanteras de despliegue de fuerza variable para ayudar a minimizar las lesiones causadas por la propia bolsa de aire.

La aparición de las bolsas de aire ha contribuido a una fuerte disminución en el número de muertes y lesiones graves en las carreteras de Europa desde 1990 y, para 2010, la cantidad de automóviles en las carreteras europeas que carecían de una bolsa de aire representaba un porcentaje muy pequeño de autos, en su mayoría los autos restantes que datan de mediados de la década de 1990 o antes.

Muchos autos nuevos en América Latina, incluidos el Kia Picanto, el Kia Rio, el Hyundai Accent y el Suzuki Alto, todavía se venden regularmente sin bolsas de aire, ya que ni las bolsas de aire ni los sistemas de frenado automático en los autos nuevos son obligatorios en América Latina.

Forma de las bolsas de aire

El Citroën C4 proporcionó la primera "formada" bolsa de aire del conductor, posible gracias al inusual volante de centro fijo de este automóvil.

En 2019, Honda anunció que introduciría una nueva tecnología de bolsa de aire para el pasajero delantero. Desarrollado por Autoliv y Honda R&D en Ohio, Estados Unidos, este nuevo diseño de bolsa de aire presenta tres cámaras inflables conectadas en la parte delantera por un "panel de vela no inflable". Las dos cámaras exteriores son más grandes que la cámara intermedia. Cuando se despliega la bolsa de aire, el panel de vela protege la cabeza del ocupante del impacto de golpear la bolsa de aire, y las tres cámaras mantienen la cabeza del ocupante en su lugar, como un guante de receptor. El objetivo de la bolsa de aire de tres cámaras es ayudar a "detener el movimiento a alta velocidad" de la cabeza, lo que reduce la probabilidad de lesiones por conmoción cerebral en una colisión. El primer vehículo que vino con la bolsa de aire de tres cámaras instalada de fábrica fue en 2020 (para el año modelo 2021) para el Acura TLX. Honda espera que la nueva tecnología llegue pronto a todos los vehículos.

Bolsa de aire trasera

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 S-Class (W223).

Bolsa de aire lateral

airbag lateral en un Porsche 996 inflado permanentemente con fines de visualización

Deplorado airbag cortina y torso lateral airbag en un Citroën C4

Esencialmente, hoy en día se usan comúnmente dos tipos de bolsas de aire laterales: la bolsa de aire lateral del torso y la bolsa de aire lateral de cortina. Más recientemente, las bolsas de aire centrales se están volviendo más comunes en el mercado europeo.

La mayoría de los vehículos equipados con bolsas de aire laterales tipo cortina también incluyen bolsas de aire laterales para el torso. Sin embargo, algunos, como el Chevrolet Cobalt, el modelo Chevrolet Silverado/GMC Sierra 2007–09 y el Dodge Ram 2009–12 no cuentan con la bolsa de aire lateral para el torso.

Desde alrededor de 2000, las bolsas de aire para impactos laterales se volvieron comunes incluso en vehículos de rango bajo a medio, como las versiones de motor más pequeño del Ford Fiesta y el Peugeot 206, y las bolsas de aire de cortina también se estaban convirtiendo en características regulares en el mercado masivo. coches. El Toyota Avensis, lanzado en 2003, fue el primer automóvil de mercado masivo que se vendió en Europa con nueve bolsas de aire.

Airbag lateral de torso

Las bolsas de aire de impacto lateral o las bolsas de aire laterales del torso son una categoría de bolsas de aire que generalmente se ubican en el asiento o en el panel de la puerta 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 del abdomen inferior. La mayoría de los vehículos ahora están equipados con diferentes tipos de diseños, para ayudar a reducir las lesiones y la expulsión del vehículo en choques con vuelcos. Los diseños de bolsas de aire laterales más recientes incluyen un sistema de dos cámaras; una cámara inferior más firme para la región pélvica y una cámara superior más suave para la caja torácica.

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

Algunos autos, como el Volkswagen Polo Mk.5 2010, tienen bolsas de aire laterales combinadas para la cabeza y el torso. Están instalados en el respaldo de los asientos delanteros y protegen la cabeza y el torso.

Airbag lateral tubular o de cortina

En 1997, los BMW Serie 7 y Serie 5 fueron equipados con bolsas de aire laterales para la cabeza con forma tubular (estructura tubular inflable), el "Sistema de protección para la cabeza (HPS)" como equipo estándar. Esta bolsa de aire fue diseñada para ofrecer protección para la cabeza en colisiones de impacto lateral y también mantuvo la inflación por hasta siete segundos para protección contra vuelcos. Sin embargo, este diseño de bolsa de aire de forma tubular ha sido reemplazado rápidamente por una "cortina" inflable. bolsa de aire

En mayo de 1998, Toyota comenzó a ofrecer una bolsa de aire lateral tipo cortina que se desplegaba desde el techo del Progrés. En 1998, el Volvo S80 recibió bolsas de aire de cortina montadas en el techo para proteger a los pasajeros delanteros y traseros. Luego, las bolsas de aire de cortina se convirtieron en equipo estándar en todos los automóviles Volvo nuevos a partir de 2000, excepto en el C70 de primera generación, que recibió una bolsa de aire lateral para el torso ampliada que también protege la cabeza de los ocupantes de los asientos delanteros. El convertible C70 de segunda generación recibió las primeras bolsas de aire laterales tipo cortina montadas en las puertas del mundo que se desplegaron hacia arriba.

Se ha dicho que las bolsas de aire de cortina reducen las lesiones cerebrales o las muertes hasta en un 45 % en un impacto lateral con un SUV. Estas bolsas de aire vienen en varias formas (por ejemplo, tubulares, de cortina, montadas en puertas) según las necesidades de la aplicación. Muchos SUV y MPV recientes tienen una bolsa de aire de cortina inflable larga que protege todas las filas de asientos.

En muchos vehículos, las bolsas de aire de cortina están programadas para desplegarse durante algunos/todos los impactos frontales para controlar la cinética de los pasajeros (por ejemplo, cuando la cabeza golpea el pilar B en el rebote), especialmente en choques compensados como el pequeño superposición del IIHS prueba de choque.

Bolsa de aire tipo cortina con sensor de vuelco (RSCA)

Las bolsas de aire de cortina con sensor de vuelco están diseñadas para permanecer infladas durante más tiempo, cubrir una mayor proporción de la ventana y desplegarse en caso de volcadura. Ofrecen protección a los ocupantes' cabezas y ayudar a prevenir la eyección. Es más probable que los SUV y las camionetas estén equipados con RSCA debido a su mayor probabilidad de volcarse y, a menudo, un interruptor puede desactivar la función en caso de que el conductor quiera sacar el vehículo de la carretera.

Bolsa de aire central

Bolso aéreo frontal de un Chevrolet Traverse desplegado en una prueba estática fuera de la posición: El propósito de la prueba era averiguar cómo este airbag afecta a un niño de 3 años que está fuera de su asiento y en el alcance directo de la bolsa de aire.

Zapato de aire Ford

En 2009, Toyota desarrolló la primera bolsa de aire central para el asiento trasero de producción diseñada para reducir la gravedad de las lesiones secundarias de los pasajeros traseros en caso de colisión lateral. Este sistema se despliega desde el asiento central trasero y aparece por primera vez en el Crown Majesta. A fines de 2012, General Motors con el proveedor Takata introdujo una bolsa de aire central delantera; se despliega desde el asiento del conductor.

Hyundai Motor Group anunció su desarrollo de una bolsa de aire lateral central el 18 de septiembre de 2019, instalada dentro del asiento del conductor.

Algunos vehículos Volkswagen en 2022 equipados con bolsas de aire centrales incluyen el ID.3 y el Golf.

El Polestar 2 también incluye una bolsa de aire central.

Con EuroNCAP actualizando sus pautas de prueba en 2020, los vehículos del mercado europeo y australiano utilizan cada vez más bolsas de aire delanteras centrales, bolsas de aire traseras para el torso y pretensores de cinturones de seguridad traseros.

Bolsa de aire para rodillas

La segunda bolsa de aire para las rodillas del lado del conductor y separada se usó en el Kia Sportage SUV y ha sido equipo estándar desde entonces. La bolsa de aire está ubicada debajo del volante.

El airbag de rodilla de pasajeros desplegado en un Toyota Tundra después de una prueba de colisión frontal, también se desplegó el airbag de rodilla lateral del conductor. Las marcas azules y amarillas indican las rodillas del muñeco.

El Toyota Caldina introdujo la primera bolsa de aire SRS para las rodillas del lado del conductor en el mercado japonés en 2002. El Toyota Avensis se convirtió en el primer vehículo vendido en Europa equipado con una bolsa de aire para las rodillas del conductor. EuroNCAP informó sobre el Avensis 2003: "Se ha hecho un gran esfuerzo para proteger las rodillas y las piernas del conductor y la bolsa de aire para las rodillas funcionó bien". Desde entonces, ciertos modelos también han incluido bolsas de aire para las rodillas del pasajero delantero, que se despliegan cerca o sobre la guantera en caso de choque. Las bolsas de aire para las rodillas están diseñadas para reducir las lesiones en las piernas. El airbag de rodilla se ha vuelto cada vez más común a partir de 2000.

Airbag trasero de cortina

En 2008, el nuevo microcoche Toyota iQ presentó la primera bolsa de aire protectora de cortina trasera de producción para proteger al ocupante trasero ' cabezas en caso de impacto trasero.

Airbag del cojín del asiento

Otra característica del Toyota iQ era una bolsa de aire en el asiento del pasajero para evitar que la pelvis se sumerja debajo del cinturón de seguridad durante un impacto frontal o un hundimiento. Los modelos posteriores de Toyota, como el Yaris, también agregaron la característica al asiento del conductor.

Bolsa de aire del cinturón de seguridad

La bolsa de aire del cinturón de seguridad está diseñada para distribuir mejor las fuerzas experimentadas por una persona abrochada en un choque por medio de una mayor área del cinturón de seguridad. Esto se hace para reducir posibles lesiones en la caja torácica o el pecho del usuario del cinturón.

• 2010: Ford Explorer y 2013 Ford Flex: airbags de cinturón trasero opcionales; estándar en el 2013 Lincoln MKT
• 2010: Lexus LFA tenía airbags de cinturón de seguridad para conductores y pasajeros
• 2013: Mercedes-Benz S-Class (W222) tiene asiento trasero bolsas de cinturón
• 2014: Ford Mondeo Mk IV tiene airbags de cinturón trasero opcionales para los dos asientos exteriores

Cessna Aircraft también introdujo bolsas de aire para cinturones de seguridad. Son a partir de 2003 estándar en el 172, 182 y 206.

Bolsa de aire para peatones

Las bolsas de aire montadas en el exterior de los vehículos, denominadas "bolsas de aire para peatones", están diseñadas para reducir las lesiones en caso de colisión entre un vehículo y un peatón. Cuando se detecta una colisión, la bolsa de aire se desplegará y cubrirá las áreas duras, como los pilares A y los bordes del capó, antes de que el peatón pueda golpearlas. Cuando se presentó en 2012, el Volvo V40 incluía de serie la primera bolsa de aire para peatones del mundo. Como resultado, el V40 ocupó el puesto más alto (88 %) en las pruebas para peatones de EuroNCAP.

Fabricantes

Los proveedores de bolsas de aire SRS incluyen Autoliv, Daicel, TRW y JSS (propietaria de Breed, Key Safety Systems y Takata). La mayoría de los sensores de impacto de las bolsas de aire son fabricados por Lanka Harness Company.

Operación

Una UCA de una tormenta geométrica

Las bolsas de aire del vehículo están controladas por una unidad central de control de bolsas de aire (ACU), un tipo específico de ECU. La ACU monitorea una serie de sensores relacionados dentro del vehículo, incluidos acelerómetros, sensores de impacto, sensores de presión lateral (puerta), sensores de velocidad de las ruedas, giroscopios, sensores de presión de frenos y sensores de ocupación de asientos. A menudo, las ACU registran este y otros datos del sensor en un búfer circular y lo registran en la memoria no volátil integrada, para proporcionar una instantánea del evento de choque para los investigadores. Como tal, una ACU funciona con frecuencia como registrador de datos de eventos del vehículo; no todos los EDR son ACU, y no todos los ACU incluyen funciones de EDR. Una ACU generalmente incluye capacitores dentro de su circuito, de modo que el módulo permanezca encendido y pueda desplegar las bolsas de aire en caso de que la conexión de la batería del vehículo a la ACU se corte durante un choque.

La bolsa en sí y su mecanismo de inflado están ocultos dentro de la protuberancia del volante (para el conductor) o el tablero (para el pasajero delantero), detrás de aletas o puertas de plástico que están diseñadas para abrirse bajo la fuerza de la bolsa. inflando Una vez que se ha alcanzado o superado el umbral requerido, la unidad de control de la bolsa de aire activará el encendido de un propulsor generador de gas para inflar rápidamente una bolsa de tela. Cuando el ocupante del vehículo choca y aprieta la bolsa, el gas escapa de forma controlada a través de pequeños orificios de ventilación. El volumen de la bolsa de aire y el tamaño de las rejillas de ventilación de la bolsa se adaptan a cada tipo de vehículo, para distribuir la desaceleración (y, por lo tanto, la fuerza que experimenta) el ocupante a lo largo del tiempo y sobre el cuerpo del ocupante. en comparación con un cinturón de seguridad solo.

Las señales de los diversos sensores se envían a la unidad de control de la bolsa de aire, que determina a partir de ellas el ángulo de impacto, la gravedad o la fuerza del choque, junto con otras variables. Según el resultado de estos cálculos, la ACU también puede desplegar varios dispositivos de sujeción adicionales, como pretensores de cinturones de seguridad y/o airbags (incluidos los airbags frontales para el conductor y el pasajero delantero, junto con los airbags laterales montados en los asientos, y & #34;bolsas de aire de cortina" que cubren el vidrio lateral). Cada dispositivo de restricción generalmente se activa con uno o más dispositivos pirotécnicos, comúnmente llamados iniciador o fósforo eléctrico. El fósforo eléctrico, que consiste en un conductor eléctrico envuelto en un material combustible, se activa con un pulso de corriente entre 1 y 3 amperios en menos de 2 milisegundos. Cuando el conductor se calienta lo suficiente, enciende el material combustible, lo que inicia el generador de gas. En un pretensor de cinturón de seguridad, este gas caliente se usa para accionar un pistón que quita la holgura del cinturón de seguridad. En una bolsa de aire, el iniciador se usa para encender un propelente sólido dentro del inflador de la bolsa de aire. El propulsor en llamas genera gas inerte que infla rápidamente la bolsa de aire en aproximadamente 20 a 30 milisegundos. Una bolsa de aire debe inflarse rápidamente para estar completamente inflada en el momento en que el ocupante que viaja hacia adelante alcanza su superficie exterior. Por lo general, la decisión de desplegar una bolsa de aire en un choque frontal se toma entre 15 y 30 milisegundos después del inicio del choque, y tanto la bolsa de aire del conductor como la del pasajero se inflan completamente dentro de aproximadamente 60 a 80 milisegundos después del primer contacto con el vehículo. Si una bolsa de aire se despliega demasiado tarde o con demasiada lentitud, puede aumentar el riesgo de lesiones para los ocupantes debido al contacto con la bolsa de aire inflada. Dado que normalmente existe más distancia entre el pasajero y el panel de instrumentos, la bolsa de aire del pasajero es más grande y requiere más gasolina para llenarla.

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 de 50 a 80 g de NaN₃, mientras que la bolsa de aire más grande del lado del pasajero contiene alrededor de 250 g. Dentro de aproximadamente 40 milisegundos de impacto, todos estos componentes reaccionan en tres reacciones separadas que producen gas nitrógeno. Las reacciones, en orden, son las siguientes.

1. 2 NaN₃ → 2 Na + 3 N₂ g)
2. 10 Na + 2 KNO₃ → K₂O + 5 Na₂O + N₂ g)
3. K₂O + Na₂O + 2 SiO₂ → K₂SiO₃ + Na₂SiO₃

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. La razón por la que se usa KNO₃ en lugar de algo como NaNO₃ es porque es menos higroscópico. Es muy importante que los materiales utilizados en esta reacción no sean higroscópicos porque la humedad absorbida puede desensibilizar el sistema y hacer que la reacción falle.

El tamaño de partícula de los reactivos iniciales es importante para una operación confiable. El NaN₃ y el KNO₃ deben estar entre 10 y 20 µm, mientras que el SiO₂ debe estar entre 5 y 10 µm.

Hay esfuerzos en curso para encontrar compuestos alternativos para que las bolsas de aire tengan reactivos menos tóxicos. En un artículo de revista de Akiyoshi et al., se encontró que para la reacción del nitrato complejo Sr, (Sr(NH₂NHCONHNH₂)∙(NO₃)₂) de carbohidrazida (SrCDH) con varios agentes oxidantes resultó en la evolución de gases N₂ y CO₂. El uso de KBrO₃ como agente oxidante dio como resultado la reacción más vigorosa así como la temperatura inicial más baja de la reacción. Los gases N₂ y CO₂ generados constituyeron el 99 % de todos los gases generados. Casi todos los materiales de partida no se descompondrán hasta alcanzar temperaturas de 500 °C o más, por lo que esta podría ser una opción viable como generador de gas para bolsas de aire.

En una patente que contiene otra alternativa plausible a las bolsas de aire accionadas por NaN₃, los materiales generadores de gas involucraron el uso de nitrato de guanidina, 5-aminotetrazol, bittrazol dihidrato, nitroimidazol y nitrato de cobre básico. Se descubrió que estos reactivos sin azida permitían una reacción de temperatura de combustión más baja y menos tóxica y un sistema de inflado de bolsas de aire más fácil de desechar.

Las bolsas de aire delanteras normalmente no protegen a los ocupantes durante colisiones laterales, traseras o volcaduras. Dado que las bolsas de aire se despliegan solo una vez y se desinflan rápidamente después del impacto inicial, no serán beneficiosas durante una colisión posterior. Los cinturones de seguridad ayudan a reducir el riesgo de lesiones en muchos tipos de choques. Ayudan a posicionar correctamente a los ocupantes para maximizar los beneficios de la bolsa de aire y ayudan a sujetar a los ocupantes durante la colisión inicial y las siguientes.

En los vehículos equipados con un sistema de detección de vuelcos, se utilizan acelerómetros y giroscopios para detectar el inicio de un evento de vuelco. Si se determina que un evento de vuelco es inminente, las bolsas de aire laterales tipo cortina se despliegan para ayudar a proteger al ocupante del contacto con el costado del interior del vehículo y también para ayudar a evitar la expulsión del ocupante cuando el vehículo vuelca.

Condiciones de activación

Algunos coches ofrecen la opción de apagar el airbag del pasajero

Las bolsas de aire están diseñadas para desplegarse en colisiones frontales y casi frontales más severas que un umbral definido por las normas que rigen la construcción de vehículos en cualquier mercado particular para el que esté destinado el vehículo: las normas de los Estados Unidos exigen que se desplieguen en colisiones al menos equivalentes en una colisión de barrera de 23 km/h (14 mph), o de manera similar, golpear un automóvil estacionado de tamaño similar en todo el frente de cada vehículo aproximadamente al doble de la velocidad. Las regulaciones internacionales se basan en el rendimiento, en lugar de la tecnología, por lo que el umbral de despliegue de la bolsa de aire es una función del diseño general del vehículo.

A diferencia de las pruebas de choque contra barreras, los choques del mundo real generalmente ocurren en ángulos que no son directamente en la parte delantera del vehículo, y las fuerzas de choque generalmente no se distribuyen uniformemente en la parte delantera del vehículo. En consecuencia, la velocidad relativa entre un vehículo golpeado y otro golpeado requerida para desplegar la bolsa de aire en un choque del mundo real puede ser mucho mayor que un choque de barrera equivalente. Debido a que los sensores de las bolsas de aire miden la desaceleración, la velocidad del vehículo no es un buen indicador de si una bolsa de aire debería haberse desplegado. Las bolsas de aire se pueden desplegar debido a que el tren de rodaje del vehículo golpea un objeto bajo que sobresale por encima de la carretera debido a la desaceleración resultante.

El sensor de la bolsa de aire es un acelerómetro MEMS, que es un pequeño circuito integrado con elementos micromecánicos integrados. El elemento mecánico microscópico se mueve en respuesta a una desaceleración rápida, y este movimiento provoca un cambio en la capacitancia, que es detectado por la electrónica en el chip que luego envía una señal para disparar la bolsa de aire. El acelerómetro MEMS más común en uso es el ADXL-50 de Analog Devices, pero también hay otros fabricantes de MEMS.

Los intentos iniciales de usar interruptores de mercurio no funcionaron bien. Antes de MEMS, el sistema principal que se usaba para desplegar las bolsas de aire se llamaba "rolamite". Una rolamita es un dispositivo mecánico que consiste en un rodillo suspendido dentro de una banda tensada. Como resultado de la geometría particular y las propiedades del material utilizado, el rodillo puede trasladarse libremente con poca fricción o histéresis. Este dispositivo fue desarrollado en Sandia National Laboratories. Rolamite y dispositivos macromecánicos similares se usaron en bolsas de aire hasta mediados de la década de 1990, después de lo cual fueron reemplazados universalmente por MEMS.

Casi todas las bolsas de aire están diseñadas para desplegarse automáticamente en caso de incendio del vehículo cuando las temperaturas alcanzan los 150-200 °C (300-400 °F). Esta característica de seguridad, a menudo denominada autoignición, ayuda a garantizar que tales temperaturas no provoquen una explosión de todo el módulo de la bolsa de aire.

Hoy en día, los algoritmos de activación de las bolsas de aire se están volviendo mucho más complejos. Intentan reducir los despliegues innecesarios y adaptar la velocidad de despliegue a las condiciones del choque. Los 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 un asiento para bebés.

Inflación

Cuando se van a desplegar las bolsas de aire frontales, se envía una señal a la unidad de inflado dentro de la unidad de control de bolsas de aire. Un encendedor inicia una reacción química rápida que genera principalmente gas nitrógeno (N₂) para llenar la bolsa de aire y hacer que se despliegue a través de la cubierta del módulo. Algunas tecnologías de bolsas de aire usan nitrógeno comprimido o gas argón con una válvula operada pirotécnicamente ("generador de gas híbrido"), mientras que otras tecnologías usan varios propulsores energéticos. Aunque los propulsores que contenían la azida de sodio altamente tóxica (NaN₃) eran comunes en los primeros diseños de infladores, se ha encontrado poca o ninguna azida de sodio tóxica en las bolsas de aire usadas.

Los generadores de gas pirotécnico que contienen azida contienen una cantidad sustancial del propulsor. La bolsa de aire del lado del conductor contendría un bote que contenía alrededor de 50 gramos de azida de sodio. El contenedor del lado del pasajero contiene alrededor de 200 gramos de azida de sodio.

Los propulsores alternativos pueden incorporar, por ejemplo, una combinación de nitroguanidina, nitrato de amonio de fase estabilizada (NH₄NO₃) u otro oxidante no metálico, y un nitrógeno -combustible rico en azida (por ejemplo, tetrazoles, triazoles y sus sales). Los modificadores de la velocidad de combustión en la mezcla pueden ser un nitrato de metal alcalino (NO₃-) o nitrito (NO₂-), dicianamida o sus sales, borohidruro de sodio (NaBH< sub>4), etc. Los refrigerantes y formadores de escoria pueden ser, p. arcilla, sílice, alúmina, vidrio, etc. Otras alternativas son, p. propulsores a base de nitrocelulosa (que tienen un alto rendimiento de gas pero una mala estabilidad de almacenamiento, y su balance de oxígeno requiere una oxidación secundaria de los productos de reacción para evitar la acumulación de monóxido de carbono), o compuestos orgánicos libres de nitrógeno con alto contenido de oxígeno con oxidantes inorgánicos (por ejemplo, di o ácidos tricarboxílicos con cloratos (ClO₃-) o percloratos (ClO₄-) y eventualmente óxidos metálicos; la formulación libre de nitrógeno evita la formación de óxidos de nitrógeno tóxicos).

Desde el inicio del bloqueo, todo el proceso de despliegue e inflación es de aproximadamente 0,04 segundos. Debido a que los vehículos cambian de velocidad tan rápido en un choque, las bolsas de aire deben inflarse rápidamente para reducir el riesgo de que el ocupante golpee el interior del vehículo.

Despliegue de fuerza variable

Se están desarrollando tecnologías avanzadas de bolsas de aire para adaptar el despliegue de las bolsas de aire a la gravedad del choque, el tamaño y la postura del ocupante del vehículo, el uso del cinturón y qué tan cerca está esa persona de la bolsa de aire real. Muchos de estos sistemas usan infladores de etapas múltiples que se despliegan con menos fuerza en etapas en choques moderados que en choques muy severos. Los dispositivos de detección de ocupantes le permiten a la unidad de control de la bolsa de aire saber si alguien está ocupando un asiento adyacente a una bolsa de aire, la masa/peso de la persona, si se está usando un cinturón de seguridad o un sistema de sujeción para niños, y si la persona está hacia adelante en el asiento y cerca. a la bolsa de aire. Según esta información y la información sobre la gravedad del choque, la bolsa de aire se despliega con un nivel de fuerza alto, un nivel de fuerza menor o no se despliega en absoluto.

Los sistemas de bolsas de aire adaptables pueden utilizar bolsas de aire de múltiples etapas para ajustar la presión dentro de la bolsa de aire. Cuanto mayor sea la presión dentro de la bolsa de aire, más fuerza ejercerá la bolsa de aire sobre los ocupantes cuando entren en contacto con ella. Estos ajustes permiten que el sistema despliegue la bolsa de aire con una fuerza moderada para la mayoría de las colisiones; reservando la bolsa de aire de fuerza máxima solo para las colisiones más severas. También se pueden usar sensores adicionales para determinar la ubicación, el peso o el tamaño relativo de los ocupantes. La unidad de control de las bolsas de aire utiliza la información sobre los ocupantes y la gravedad del choque para determinar si las bolsas de aire deben suprimirse o desplegarse y, de ser así, en varios niveles de salida.

Vista posterior al despliegue de un airbag SEAT Ibiza

Después de la implementación

Una reacción química produce una explosión de nitrógeno para inflar la bolsa. Una vez que se despliega una bolsa de aire, el desinflado comienza inmediatamente a medida que el gas escapa a través de los respiraderos en la tela (o, como a veces se le llama, el cojín) y se enfría. El despliegue suele ir acompañado de la liberación de partículas similares al polvo y gases en el interior del vehículo (llamados efluentes). La mayor parte de este polvo consiste en almidón de maíz, tiza francesa o talco, que se utilizan para lubricar la bolsa de aire durante el despliegue.

Los diseños más nuevos producen efluentes que consisten principalmente en polvo de talco/almidón de maíz inofensivo y gas nitrógeno. En diseños más antiguos que utilizan un propulsor a base de azida (generalmente NaN₃), casi siempre hay cantidades variables de hidróxido de sodio al principio. En pequeñas cantidades, este químico puede causar irritación leve en los ojos y/o heridas abiertas; sin embargo, con la exposición al aire, se convierte rápidamente en bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio). Sin embargo, esta transformación no es 100% completa e invariablemente deja cantidades residuales de iones de hidróxido de NaOH. Dependiendo del tipo de sistema de bolsa de aire, 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 la garganta y los ojos. Generalmente, las irritaciones menores solo ocurren cuando el ocupante permanece en el vehículo durante muchos minutos con las ventanas cerradas y sin ventilación. Sin embargo, algunas personas con asma pueden desarrollar un ataque de asma potencialmente letal al inhalar el polvo.

Debido al diseño de la aleta de salida de la bolsa de aire del volante y el panel del tablero, estos elementos no están diseñados para recuperarse si se despliega una bolsa de aire, lo que significa que deben reemplazarse si el vehículo no se ha dañado en una colisión.. Además, las partículas similares al polvo y los gases pueden causar daños estéticos irreparables en el tablero y la tapicería, lo que significa que las colisiones menores que provocan el despliegue de las bolsas de aire pueden ser costosas, incluso si no hay heridos y solo hay daños menores en el vehículo. estructura.

Especificaciones reglamentarias

Estados Unidos

El 11 de julio de 1984, el gobierno de los Estados Unidos modificó el Estándar federal de seguridad de vehículos motorizados 208 (FMVSS 208) para exigir que los automóviles fabricados después del 1 de abril de 1989 estén equipados con un sistema de sujeción pasivo para el conductor. Un airbag o un cinturón de seguridad automático cumplirían los requisitos de la norma. La introducción de bolsas de aire fue estimulada por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras. Sin embargo, las bolsas de aire no fueron obligatorias en los camiones ligeros hasta 1997.

En 1998, FMVSS 208 se modificó para requerir bolsas de aire delanteras dobles y también se ordenaron bolsas de aire de segunda generación de potencia reducida. Esto se debió a las lesiones causadas por las bolsas de aire de primera generación, aunque FMVSS 208 sigue requiriendo que las bolsas estén diseñadas y calibradas para poder "ahorrar" la vida de un "macho" maniquí de prueba de choque. Los requisitos de rendimiento técnico y validación para el conjunto del inflador utilizado en los módulos de bolsas de aire se especifican en SAE USCAR 24–2.

Fuera de los Estados Unidos

Algunos países fuera de América del Norte se adhieren a las normas europeas internacionalizadas de vehículos y equipos ECE en lugar de las normas federales de seguridad de vehículos motorizados de los Estados Unidos. Las bolsas de aire ECE son generalmente más pequeñas y se inflan con menos fuerza que las bolsas de aire de los Estados Unidos porque las especificaciones ECE se basan en maniquíes de prueba de choque con cinturón.

La calificación de seguridad de vehículos Euro NCAP alienta 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. Casi todos los automóviles nuevos vendidos en Europa están equipados con bolsas de aire frontales y laterales, pero en la Unión Europea en 2020 y en el Reino Unido, y en la mayoría de los demás países desarrollados, no existe un requisito legal directo para que los automóviles nuevos tengan bolsas de aire.

Ecuador exige bolsas de aire frontales dobles en los nuevos modelos de automóviles desde 2013.

Desde enero de 2014, con excepción de los microvehículos, todos los autos nuevos fabricados o importados en Argentina deben contar con bolsas de aire frontales.

Desde el 1 de enero de 2014, todos los automóviles nuevos vendidos en Brasil deben tener bolsas de aire frontales dobles.

Desde julio de 2014, todos los autos nuevos vendidos en Uruguay deben tener doble airbag frontal.

Desde diciembre de 2016, todos los autos nuevos vendidos en Chile deben contar con doble airbag frontal.

Desde el 1 de enero de 2017, todos los autos fabricados o importados en Colombia deben contar con doble airbag frontal.

Desde el 1 de enero de 2020, todos los autos nuevos vendidos en México deben tener doble bolsa de aire frontal.

El 5 de marzo de 2021, el Ministerio de Transporte por Carretera y Autopistas de la India ordenó que todos los modelos de vehículos nuevos introducidos en la India después del 1 de abril de 2021 tuvieran bolsas de aire frontales dobles; el reglamento también requiere que todos los modelos existentes estén equipados con airbags frontales dobles antes del 31 de agosto de 2021. India también ordenó que todos los vehículos de pasajeros vendidos después de octubre de 2023 deben tener un mínimo de 6 bolsas de aire.

Mantenimiento

El despliegue involuntario de la bolsa de aire mientras se realiza el mantenimiento del vehículo puede provocar lesiones graves, y es posible que una unidad de bolsa de aire defectuosa o instalada incorrectamente no funcione o funcione según lo previsto. Aquellos que dan servicio a un vehículo, así como los socorristas, deben extremar las precauciones, ya que muchos sistemas de control de bolsas de aire pueden permanecer encendidos durante aproximadamente 30 minutos después de desconectar la batería del vehículo. Algunos países imponen restricciones sobre la venta, el transporte, la manipulación y el servicio de las bolsas de aire y los componentes del sistema. En Alemania, las bolsas de aire están reguladas como explosivos nocivos; solo los mecánicos con capacitación especial pueden reparar los sistemas de bolsas de aire.

Algunos fabricantes de automóviles (como Mercedes-Benz) piden que se reemplacen las bolsas de aire no desplegadas después de un cierto período de tiempo para garantizar su confiabilidad en caso de colisión. Un ejemplo es el S500 de 1992, que tiene una etiqueta con la fecha de caducidad adherida al pilar de la puerta. Algunos vehículos Škoda indican una fecha de caducidad de 14 años a partir de la fecha de fabricación. En este caso, el reemplazo sería antieconómico ya que el automóvil tendría un valor insignificante a los 14 años, mucho menos que el costo de colocar bolsas de aire nuevas. Volvo ha declarado que "las bolsas de aire no requieren reemplazo durante la vida útil del vehículo" aunque esto no puede tomarse como una garantía en el dispositivo.

Limitaciones

Prueba de malla de un guardia bajo control a 30–40 km/h (19–25 mph)—la plataforma de camiones a la altura de la cabeza se ha evitado impactar el parabrisas.

Aunque los millones de bolsas de aire instaladas en uso tienen un excelente historial de seguridad, existen algunas limitaciones en su capacidad para proteger a los ocupantes del automóvil. La implementación original de las bolsas de aire delanteras hizo poco para proteger contra colisiones laterales, que pueden ser más peligrosas que las colisiones frontales porque la zona de protección deformable frente al compartimiento de pasajeros se pasa por alto por completo. Los airbags laterales y los airbags de cortina protectores se requieren cada vez más en los vehículos modernos para protegerse contra esta categoría tan común de colisiones.

Las bolsas de aire están diseñadas para desplegarse una sola vez, por lo que no son efectivas si se producen más colisiones después del impacto inicial. Pueden ocurrir múltiples impactos durante volcaduras u otros incidentes que involucren múltiples colisiones, como muchas colisiones de varios vehículos.

Se produce una situación extremadamente peligrosa durante las "colisiones antiempotramiento", en las que un vehículo de pasajeros choca con la parte trasera de un camión con remolque que carece de una protección antiempotramiento trasera, o golpea el costado de dicho remolque que no está equipado con un guarda empotramiento lateral. La cama de la plataforma de un remolque típico está aproximadamente a la altura de la cabeza de un ocupante adulto sentado de un automóvil de pasajeros típico. Esto significa que no existe mucha barrera entre la cabeza y el borde de la plataforma del remolque, excepto un parabrisas de vidrio. En una colisión por debajo del nivel del vehículo, las zonas de aplastamiento del automóvil diseñadas para absorber la energía de la colisión se pasan por alto por completo y es posible que las bolsas de aire no se desplieguen a tiempo porque el automóvil no desacelera de manera apreciable hasta que el parabrisas y los pilares del techo ya hayan impactado contra la plataforma del remolque. Incluso el inflado retrasado de las bolsas de aire puede ser inútil debido a la intrusión importante en el espacio de los pasajeros, dejando a los ocupantes en alto riesgo de traumatismo craneal grave o decapitación incluso en colisiones a baja velocidad. Los estándares de Europa occidental para los protectores antiempotramiento han sido más estrictos que los estándares de América del Norte, que generalmente han permitido la protección de equipos más antiguos que aún pueden estar en la carretera durante décadas.

Los sistemas típicos de bolsas de aire se desactivan por completo apagando la llave de contacto. Los desvíos inesperados generalmente también inhabilitan el motor, la dirección asistida y los frenos de potencia, y tal vez sean la causa directa de una colisión. Si ocurre una colisión violenta, las bolsas de aire desactivadas no se desplegarán para proteger a los ocupantes del vehículo. En 2014, General Motors admitió haber ocultado información sobre colisiones fatales causadas por interruptores de encendido defectuosos que apagarían abruptamente un automóvil (incluidas las bolsas de aire). Entre 13 y 74 muertes se han atribuido directamente a este defecto, dependiendo de cómo se clasifiquen las víctimas mortales.

Lesiones y muertes

Vidas salvadas por cinturones de seguridad y airbags en los Estados Unidos de América durante 10 años

Bajo algunas condiciones excepcionales, las bolsas de aire pueden lesionar y, en algunos casos muy raros, matar a los ocupantes del vehículo. Para brindar protección contra choques a los ocupantes que no usan cinturones de seguridad, los diseños de las bolsas de aire de los Estados Unidos se activan con mucha más fuerza que las bolsas de aire diseñadas según los estándares internacionales ECE que se usan en la mayoría de los demás países. Recientes "inteligente" Los controladores de las bolsas de aire pueden reconocer si se usa un cinturón de seguridad y alterar los parámetros de despliegue del cojín de la bolsa de aire en consecuencia.

En 1990, se informó la primera muerte automovilística atribuida a una bolsa de aire. TRW produjo la primera bolsa de aire inflada con gas en 1994, y poco después se volvieron comunes los sensores y las bolsas 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 las bolsas de aire habían disminuido, sin muertes de adultos y dos muertes de niños atribuidas a las bolsas de aire ese año. Sin embargo, las lesiones siguen siendo bastante comunes en las colisiones con el despliegue de bolsas de aire.

Las lesiones graves son menos comunes, pero los ocupantes del vehículo pueden sufrir lesiones graves o mortales muy cerca de una bolsa de aire o en contacto directo cuando se despliega. Tales lesiones pueden ser sufridas por conductores inconscientes desplomados sobre el volante, ocupantes sin sujetar o sujetados incorrectamente que se deslizan hacia adelante en el asiento durante el frenado previo al choque, y conductores con cinturones de seguridad correctamente sentados muy cerca del volante. Una buena razón para que el conductor no cruce las manos sobre el volante, una regla que se le enseña a la mayoría de los conductores principiantes, pero que la mayoría olvida rápidamente, es que el despliegue de la bolsa de aire mientras negocia un giro puede resultar en que la(s) mano(s) del conductor) ser empujado con fuerza hacia su cara, lo que exacerba cualquier lesión causada solo por la bolsa de aire.

Las mejoras en la tecnología de detección y generación de gas han permitido el desarrollo de sistemas de bolsas de aire de tercera generación que pueden ajustar sus parámetros de despliegue al tamaño, peso, posición y estado de sujeción del ocupante. Estas mejoras han demostrado un factor de riesgo de lesiones reducido para adultos pequeños y niños, que tenían un mayor riesgo de lesiones con los sistemas de bolsas de aire de primera generación.

Un modelo de bolsas de aire fabricado por Takata Corporation usaba composiciones generadoras de gas a base de nitrato de amonio en los infladores de bolsas de aire en lugar del tetrazol, un compuesto más estable pero más costoso. Los infladores a base de nitrato de amonio tienen una falla en la que 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 y hacia el conductor. A partir de 2020, el defecto ha causado dieciséis muertes y más de 250 heridos en los EE. UU. y una muerte en Malasia. La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras (NHTSA) retiró del mercado más de 33 millones de vehículos en mayo de 2015 y multó a Takata con $70 millones en noviembre de 2015. Toyota, Mazda y Honda han dicho que no usarán infladores de nitrato de amonio.

Estadísticas de muertes por bolsas de aire

De 1990 a 2000, la NHTSA de los Estados Unidos identificó 175 muertes causadas por bolsas de aire. La mayoría de estos (104) han sido niños. Se han producido alrededor de 3,3 millones de despliegues de bolsas de aire durante ese intervalo, y la agencia estima que se salvaron más de 6377 vidas y se evitaron innumerables lesiones.

Un sistema de seguridad para niños mirando hacia atrás colocado en el asiento delantero de un vehículo coloca la cabeza del bebé cerca de la bolsa de aire, lo que puede causar lesiones graves en la cabeza o la muerte si la bolsa de aire se despliega. Algunos automóviles modernos incluyen un interruptor para desactivar la bolsa de aire del pasajero delantero, en caso de que se use un asiento de apoyo para niños allí (aunque no en Australia, donde los asientos para niños mirando hacia atrás están prohibidos en la parte delantera donde se instala una bolsa de aire).

En vehículos con bolsas de aire laterales, es peligroso que los ocupantes se apoyen contra las ventanas, puertas y pilares, o que coloquen objetos entre ellos y el costado del vehículo. Los artículos colgados de los ganchos para colgar ropa de un vehículo pueden ser peligrosos si se despliegan las bolsas de aire laterales tipo cortina del vehículo. Una bolsa de aire montada en el asiento también puede causar lesiones internas si el ocupante se apoya contra la puerta.

Aplicaciones aeroespaciales y militares

La industria aeroespacial y el gobierno de los Estados Unidos han aplicado tecnologías de bolsas de aire durante muchos años. La NASA y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos han incorporado sistemas de bolsas de aire en varias aplicaciones de aeronaves y naves espaciales desde la década de 1960.

Sistemas de aterrizaje con bolsas de aire para naves espaciales

Los ingenieros de la NASA prueban el sistema de aterrizaje de airbag Mars Pathfinder en terreno simulado marciano

Los primeros en usar bolsas de aire para aterrizar fueron Luna 9 y Luna 13, que aterrizaron en la Luna en 1966 y arrojaron imágenes panorámicas. Al igual que en misiones posteriores, estos usarían las bolsas de aire para rebotar en la superficie, absorbiendo la energía del aterrizaje. El módulo de aterrizaje Mars Pathfinder empleó un innovador sistema de aterrizaje con bolsa de aire, complementado con aerofrenado, paracaídas y propulsores de aterrizaje de cohetes sólidos. Este prototipo probó con éxito el concepto, y los dos módulos de aterrizaje Mars Exploration Rover Mission emplearon sistemas de aterrizaje similares. El módulo de aterrizaje Beagle 2 Mars también intentó usar bolsas de aire para aterrizar; el aterrizaje fue exitoso y el módulo de aterrizaje aterrizó de manera segura, pero varios de los paneles solares de la nave espacial no se desplegaron, lo que inutilizó la nave espacial.

Sistemas de aterrizaje con bolsas de aire para aviones

Las bolsas de aire también se han utilizado en aeronaves militares de ala fija, como la cápsula de la tripulación de escape del F-111 Aardvark.

Protección de ocupantes

Prueba de CABS OH-58D

El Ejército de los Estados Unidos ha incorporado bolsas de aire en sus flotas de helicópteros UH-60A/L Black Hawk y OH-58D Kiowa Warrior. El sistema de bolsa de aire de la cabina (CABS) consta de bolsas de aire delanteras y laterales, y una estructura tubular inflable (solo en el OH-58D) con una unidad electrónica de sensor 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). Es el primer sistema de airbag convencional para la prevención de lesiones de los ocupantes (en todo el mundo) diseñado, desarrollado y puesto en servicio para una aeronave, y el primero específicamente para aplicaciones de helicópteros.

Sistemas de bolsas de aire para motocicletas

Bolsa en una motocicleta

A mediados de la década de 1970, el Laboratorio de Investigación del Transporte del Reino Unido probó varios tipos de bolsas de aire para motocicletas. En 2006, Honda introdujo el primer sistema de seguridad de bolsas de aire para motocicletas de producción en su motocicleta Gold Wing. Honda afirma que los sensores en las horquillas delanteras pueden detectar una colisión frontal severa y decidir cuándo desplegar la bolsa de aire, absorbiendo parte de la energía delantera del conductor y reduciendo la velocidad a la que el conductor puede ser arrojado de la motocicleta.

Más comúnmente, los chalecos con bolsa de aire, ya sea integrados en la chaqueta del motociclista o usados sobre ella, han comenzado a ser utilizados por los motociclistas regulares en la calle. MotoGP ha hecho obligatorio desde 2018 que los pilotos usen trajes con bolsas de aire integradas.