Segurança veicular

A segurança dos automóveis tem sua importância reconhecida pelos consumidores em todo o mundo. Já há algumas décadas, esta característica dos veículos divide, juntamente com o design, o consumo, o conforto e a potência dos motores, as páginas das mais renomadas publicações automotivas.

O surgimento da engenharia de segurança veicular tem seu início efetivo no pós-guerra no século XX. Inicialmente, os esforços foram concentrados na indústria aeronáutica e posteriormente grande parte do conhecimento adquirido fora migrado para os centros de pesquisas automotivos, principalmente na Europa e nos Estados Unidos.

Dos diversos ramos existentes dentro da segurança veicular, o desenvolvimento de cintos de segurança mereceu maior empenho nos primeiros anos de pesquisa.

Paralelamente, atividades que diziam respeito a desenvolvimento de bancos, painéis de instrumentos, airbags, volantes e avanços na área estrutural, através da execução de crash tests, foram conduzidas e hoje a segurança veicular tem uma maior abrangência e atua praticamente em todo o veículo.

Segundo Bertocchi (2005), durante uma colisão veicular, toda a energia cinética tem que ser dissipada de alguma forma até que os corpos (veículo e ocupantes) cheguem à condição de repouso. No caso do veículo, a energia será dissipada através da deformação de sua estrutura e de seu deslocamento. No caso dos ocupantes do veículo, a energia será dissipada através do seu amortecimento pelos componentes do interior do habitáculo. Atualmente vários são os componentes no interior do veículo que agem passivamente de modo a proteger os ocupantes durante uma colisão veicular (Figura 124).

O risco para os ocupantes de um veículo em caso de impacto está diretamente associado com o como e o quão rápido eles perdem a sua velocidade presente no momento da colisão. Segundo Bertocchi (2005), um veículo a 60km/h apresenta cerca de 44% a mais de energia do que um veículo de mesma massa a 50 km/h. Outro conceito importante é o da conservação de energia. Ele estabelece que a energia total de um sistema se mantém sempre constante a não ser que haja transmissão de energia para fora do sistema. No caso de sistemas mecânicos a energia transmitida equivale ao trabalho realizado pelas forças na superfície dos corpos que é igual a força vezes a distância em que ela atua.

Para Bertocchi (2005), no caso de uma colisão, grande parte da energia será dissipada através da deformação da estrutura do veículo.Considerando-se dois veículos idênticos e na mesma velocidade, em ambos os casos (frenagem e colisão), o produto entre a força para parar o veículo e o tempo necessário para isso (F x dt) é igual. A grande diferença é o balanceamento dessas grandezas. Em uma frenagem tem-se um

Figura 124: Absorvedores de energia nos revestimentos de porta.

Fonte: Bertocchi (2005).

tempo maior de desaceleração e, portanto, é necessária uma força menor para parar o veículo. No caso de uma colisão, o tempo para o veículo chegar ao repouso é muito curto e para isso é necessária uma força extremamente maior.

A parcela de contribuição do veículo e a do sistema de retenção para absorção (Figura 125) de toda a energia varia de veículo para veículo. Abordando sempre as colisões frontais, um veículo com estrutura dianteira mais rígida propicia maiores patamares de aceleração para o interior do habitáculo, pois deforma relativamente menos. Porém, é capaz de suportar uma severidade maior de impacto sem que haja danos ao habitáculo. O raciocínio inverso também é válido. Veículos com estruturas menos rígidas mostram, até uma faixa de severidade, o benefício de absorver mais energia e propiciar patamares menores de aceleração para os ocupantes.

“Do ponto de vista do ocupante, um veículo ideal se deformaria progressivamente, com uma força constante necessária para deformar a estrutura e com o maior deslocamento possível, sem atingir o habitáculo do veículo. Se essa desaceleração fosse medida, ela seria ideal se constante e durasse o maior intervalo de tempo possível, assim, maximizar o tempo em que as forças atuam sobre o sistema para minimizar a magnitude das mesmas”.

Bertocchi (2005)

Nos EUA a norma FMVSS 201-U (2002) apresenta requisitos de HIC (Head Injury Critereon) para impactos de cabeça contra regiões do interior do veículo, localizadas acima do nível do painel de instrumentos. São impactos a 24 km/h que devem atender a valores estabelecidos. A cabeça é arremessada em vôo livre até o local de impacto, impulsionada por um propulsor (Figuras 126, 127 e 128).

Figura 125 : Absorvedores de energia utilizados em para-choques dianteiros pela Volvo – 1960.

Fonte: Bertocchi (2005).

Segundo Bertocchi (2005), os principais mecanismos de lesão na cabeça em colisões veiculares frontais são devidos à aplicação de altos níveis de pressões positivas e negativas decorrentes do movimento relativo entre crânio e cérebro. Em impactos frontais, por exemplo, na medida em que ocorre a desaceleração do veículo, a cabeça acelera para frente em relação ao veículo e o cérebro tende a ficar parado provocando pressão positiva na região posterior da cabeça (fenômeno do golpe) e negativa na região anterior. Devido à ação do sistema de retenção, a cabeça passa a ser então desacelerada e o cérebro a ser deslocado para frente. Dessa forma é provocada pressão negativa na região posterior da cabeça e pressão positiva na região anterior, quando ocorre o fenômeno do contra golpe. Durante o fenômeno do contra golpe pode ocorrer o rompimento das ligações nervosas com a coluna cervical. Os níveis de pressão aumentam na medida em que houver maior deformação do crânio em caso de impacto da cabeça contra o interior do veículo.

Figura 127: Painel de instrumentos revestido com material para absorver energia do

impacto.

Fonte: Bertocchi (2005).

Figura 126: Impacto contra a superfície de um painel de instrumentos de acordo com

as normas européias e norte-americanas.

Fonte: Bertocchi (2005).

Figura 128 : Percentagem das partes do corpo lesionadas em acidentes de trânsito.

Fonte: Bertocchi (2005).