Diseno-de-los-soportes-del-tanque-de-gas-natural-de-un-vehiculo-compacto

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA 
 
SECCION DE ESTUDIOS DE POSTGRADO E INVESTIGACION 
Unidad Profesional Adolfo López Mateos 
ZACATENCO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“DISEÑO DE LOS SOPORTES DEL TANQUE DE GAS 
NATURAL DE UN VEHÍCULO COMPACTO” 
 
 
 
 
TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE: 
 
MAESTRO EN CIENCIAS 
 
Con especialidad en 
INGENIERIA MECANICA 
 
 
 
P R E S E N T A: 
 
FERNANDO ALBERTO GONZALEZ VALDES 
 
 
 
 
DIRECTOR: 
 
DR. JOSE MARTINEZ TRINIDAD. 
 
 
 
 
 
 
México, D.F. Mayo 2012. 
 
 
SECRETARIA DE INVESTIGACION Y POSGRADO 
ACTA DE REVISION DE TESIS 
En la Ciudad de Mexico, D. F. siendo las 16:OO horas del dia 01 del mes de 
Julio del 2009 se reunieron 10s miembros de la Comision Revisora de Tesis designada 
por el Colegio de Profesores de Estudios de Posgrado e lnvestigacion de la E.S.I.M.E. ZAC 
para examinar la tesis de grado titulada: 
"DISENO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL DE UN AUTOMOVIL 
COMPACTO" 
Presentada por el alumno: 
VALDEZ FERNANDO 
aspirante al grado de: 
Apellido paterno materno nombre(s) 
MAESTRO EN ClENClAS EN INGENIER~A MECANICA 
Con registro: 
Despues de intercambiar opiniones 10s miembros de la Comision manifestaron SU APROBACION 
DE LA TESIS, en virtud de que satisface 10s requisitos seAalados por las disposiciones 
reglamentarias vigentes. 
LA COMISI~N REVISORA 
Director de tesis 
B 
Segundo Vocal 
Secretario 
J 
0 
DR. 
6 1 2 4 8 
 
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
SECRETARIA DE INVESTIGACION Y POSGRADO 
 
 
CARTA DE CESIÓN DE DERECHOS 
 
 
En la cuidad de México Distrito Federal, el día 1 de Julio de 2009, el que suscribe 
Fernando González Valdés, alumno del programa de Maestría en Ciencias en 
Ingeniería Mecánica con número de registro B061428, adscrito a la Sección de 
Estudios de Posgrado e Investigación de la ESIME Unidad Zacatenco, manifiesta que 
es autor del presente trabajo de Tesis bajo la dirección del Dr. José Martínez Trinidad 
y cede los derechos del trabajo titulado: “Diseño de los soportes del tanque de gas 
natural de un vehículo compacto”, al Instituto Politécnico Nacional para su difusión con 
fines académicos y de investigación. 
 
Los usuarios de la información no deben reproducir el contenido textual, graficas o 
datos del trabajo sin el permiso expreso del autor. Este puede ser obtenido escribiendo 
al correo electrónico: fier_@hotmail.com. Si el permiso se otorga, el usuario deberá 
dar el agradecimiento correspondiente y citar la fuente. 
 
 
 
 
 
Fernando González Valdes 
mailto:fier_@hotmail.com�
 
 
 
 
 
 
 
Dedicado a Mi Madre 
Gracias por todo lo que me has dado, no tengo 
palabras para agradecerte el esfuerzo que has 
hecho para brindarme todo el apoyo, comprensión, 
cariño y amor que tengo de ti desde que recuerdo y 
hasta hoy… 
 
Este título es más tuyo que mío, jamás lo hubiera 
hecho sin ti y sin tus enseñanzas y ejemplos. 
Te adoro mami… 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecimientos 
Al Instituto Politécnico Nacional a la Escuela Superior de Ingeniería 
Mecánica y eléctrica de la unidad profesional Adolfo López Mateos, 
así como a la Sección de estudios de Posgrado e Investigación del 
IPN. 
 
Al director de esta tesis Dr. José Martínez Trinidad y al Dr. Orlando 
Susarrey por su confianza, dirección y soporte a lo largo de este 
trabajo. 
 
A mi madre la Profesora Hortensia Valdes Sánchez. 
 
A mi hermano por toda tu ayuda, amistad y apoyo no solo en este 
trabajo sino a lo largo de toda mi vida, brou gracias por todo. 
 
 
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“DISEÑO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL 
DE UN AUTOMOVIL COMPACTO” 
 
Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica i 
 
Resumen 
El encarecimiento de los combustibles fósiles y la contaminación por emisiones 
vehiculares ha dado lugar al desarrollo de vehículos con una fuente de energía alterna a 
la gasolina o diesel, dando paso a una nueva generación de vehículos que funcionen con 
algún otro combustible. En general la industria automotriz se encuentra en una etapa de 
desarrollo de este tipo de automóviles y algunas están comenzando a introducir 
tecnologías de vehículos híbridos a sus actuales productos de venta, los cuales siguen 
usando como combustible secundario la gasolina o el diesel y como combustible primario 
la energía eléctrica o algún combustible alterno económico como el alcohol o el gas LP o 
Gas Natural. 
El problema de ingeniería a resolver tiene lugar a raíz del diseño de un automóvil con 
tecnología hibrida el cual es propulsado mediante 2 opciones de combustibles fósiles; la 
gasolina y el gas natural comprimido. En el presente trabajo se presenta el diseño 
completo de un soporte para un cilindro de gas natural comprimido el cual se implementa 
en un vehículo sub compacto diseñado para trabajar con un sistema de combustible 
alterno 
Debido a que el cilindro de gas natural es un componente grande y pesado de alrededor 
de 60kg y este se coloca en el interior del compartimiento de pasajeros, la investigación 
está enfocada en obtener un diseño que cumpla con estrictos estándares de seguridad 
vehicular, asegurando la posición del tanque en cualquier condición de manejo, 
aceleración y desaceleración del vehículo, e incluso para resistir impactos frontales, 
traseros o laterales. 
Este trabajo está enfocado en el proceso de diseño y la validación experimental del 
soporte de tanque de combustible de gas natural comprimido, en base a normas 
internacionales y locales, propias del país donde se comercializará el vehículo, así como 
también de estándares internos de la empresa que fabricará el vehículo. Se utilizan 
herramientas de diseño en ingeniería como el CAD-CAE para obtener un diseño robusto y 
manufacturable, de bajo costo y confiable, así como también se apoya de programas de 
cómputo basados en la teoría de elementos finitos, para calcular esfuerzos y 
deformaciones. Asegurando así que el diseño final resultante sea confiable y robusto y 
que cumple con los más altos estándares de ingeniería. 
El resultado final de este trabajo, es un diseño de ingeniería que satisface todas las 
necesidades del problema de ingeniería planteados en este documento, sin dejar de lado 
la factibilidad y viabilidad económica para su manufactura e implementación en 
producción sobre la línea de ensamble del vehículo donde se instala. 
 
 
 
 
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
“DISEÑO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL 
DE UN AUTOMOVIL COMPACTO” 
 
Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica ii 
 
 
Abstract 
Fossil fuels costs and vehicle emissions pollution has increased the importance about 
vehicles powered by alternate energy development, due to this a new generation of 
vehicles that work with some other fuel source have started. In general, the automotive 
industry is at development stage and some companies are starting to introduce hybrid 
technology into their current products, which still uses petrol as secondary and electricity 
as a primary fuel or some alternate as alcohol or natural gas. 
The engineering problem to be solved has place with the design issue to get a car with 
hybrid technology able to be powered by 2 options, fossil fuels; gasoline and compressed 
natural gas. This document shows all the design process for the fuel tank cylinder support 
which is implemented in a compact car designed to work with this alternate fuel system 
Due to natural gas cylinder is a big and heavy component, around 60 kg, and it is placed in 
the interior of the passenger compartment, this research is focused on getting a design 
that meets stringent security vehicular standards, ensuring the position of the tank under 
any ride and handling condition, acceleration and deceleration of the vehicle, and even to 
resist front,rear or side impacts. 
This document focuses on the design process and experimental validation for the 
compressed natural gas fuel tank support, based on international standards and some 
local regulations from the country where the vehicle will be sold, as well as internal 
standards from the company that will manufacture the vehicle. Engineering Design tools 
are used like CAD-CAE for a robust and feasible low-cost design, finite element theory 
based computation programs to calculate stress and deformations supports this 
development in order to ensure that the final resulting design is reliable and robust enough 
to meet the highest engineering standards. 
The final result is a design that solves all engineering problem needs raised in this 
document, taking care for the feasibility and economic viability for manufacture and 
implementation in vehicle original production line. 
 
 
 
 
 
 
 
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
“DISEÑO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL 
DE UN AUTOMOVIL COMPACTO” 
 
Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica iii 
 
I Índice. 
Tema. Pagina 
Resumen i 
Abstract ii 
I Índice iii 
II Índice de tablas v 
III Índice de Figuras vi 
VI Objetivo General x 
VII Objetivos Particulares x 
VII Justificación xi 
 
CAPITULO 1. 
SEGURIDAD AUTOMOTRIZ 
 
 1.1 Antecedentes 1 
1.2. Los Sistemas De Seguridad 1 
1.3 Seguridad Activa 2 
1.3.1 Dirección 3 
1.3.2 Frenos 4 
1.3.3 Neumáticos 6 
1.3.4 Sistema de suspensión activa 7 
1.3.5 Sistema Electrónico de Estabilidad 7 
1.3.6 Sistema distribución automática de frenado (EBD) 9 
1.3.7 Sistema de asistencia a la frenada (BAS) 9 
1.3.8 Acondicionamiento Fisiológico 10 
1.4 Seguridad Pasiva 10 
1.4.1 Sistema De Retención De Ocupantes 11 
1.4.2 Carrocería de deformación programada 16 
1.5. Investigación Y Desarrollo 18 
1.5.1 Ensayos de Seguridad 18 
1.5.2 Durabilidad 22 
 
CAPITULO 2. 
SISTEMA DE GAS NATURAL PARA VEHICULOS AUTOMOTOR. 
 
2.1 Antecedentes Generales. 24 
2.2 Situación actual del país donde se realiza la implementación 26 
2.2.1 Planteamiento del Problema 26 
2.2.2 Bases Teóricas 27 
2.2.3 Uso del gas natural en vehículos automotores 29 
2.2.4 Seguridad. 31 
2.2.5 Componentes básicos de un vehículo GNV. 32 
2.2.6 Funcionamiento general del sistema de gas de un vehículo GNV. 35 
 
 
 
 
 
 
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“DISEÑO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL 
DE UN AUTOMOVIL COMPACTO” 
 
Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica iv 
 
 
CAPITULO 3. 
DISEÑO DE LOS SOPORTES DEL TANQUE DE GAS NATURAL 
 
3.1 Planteamiento del problema de ingeniería 37 
3.2 Tanque de combustible GNC 38 
3.3 Ubicación del Tanque GNC. 40 
3.4 Diseño del soporte del tanque de gas natural comprimido 41 
3.4.1 Componentes del soporte. 43 
3.5 Diseño de refuerzos de carrocería. 45 
3.5.1 Refuerzos de travesaño para el piso trasero. 48 
3.5.2 Refuerzos del riel de carga. 51 
 
CAPITULO 4. 
ANALISIS NUMERICO DE LOS SOPORTES DEL TANQUE EMPLEANDO 
EL METODO DEL ELEMENTO FINITO 
 
4.1 Creación del modelo de elemento finito. 53 
4.1.1 Geometría 53 
4.1.2 Creación de la malla 54 
4.1.3 Condiciones de frontera. 57 
4.1.4 Casos de Carga. 59 
4.2 Resultados Obtenidos 63 
4.2.4 Análisis de esfuerzos. 66 
 
CAPITULO 5. 
 VALIDACION EXPERIMENTAL DEL DISEÑO. 
 
5.1 Plan de validación 86 
5.2 Fabricación de componentes de prueba. 88 
5.3 Pruebas de ‘Deslizamiento’ – Simulación de impacto. 93 
5.3.1 Simulación de impacto trasero – Prueba de ‘Deslizamiento’ 97 
5.3.2 Simulación de impacto frontal – Prueba de ‘Deslizamiento’ 105 
5.3.3 Simulación de impacto lateral derecho – Prueba de 
 ‘Deslizamiento’ 
112 
5.4 Pruebas de impacto vehículo completo. 119 
5.4.1 Impacto frontal vehículo completo. 119 
5.4.2 Impacto trasero vehículo completo. 124 
5.4.3 Impacto frontal a 30° vehículo completo. 129 
5.4.4 Impacto lateral izquierdo vehículo completo. 134 
5.5 Prueba de BCQ. - Durabilidad 139 
 
VIII. Conclusiones 143 
IX. Perspectivas de Trabajo 146 
X. Referencias 147 
XI. Bibliografía 148 
Anexo 1 Norma local para vehículos equipados con GNC 
 Requerimientos Técnicos 
A1 
Anexo 2 Nomenclatura para los materiales usados en este documento. A2 
Anexo 3 Catalogo de tanques para gas natural comprimido. A3 
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“DISEÑO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL 
DE UN AUTOMOVIL COMPACTO” 
 
Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica v 
 
II Índice de tablas 
Tabla Página 
Tabla 2.1 Comparación de características gasolina y gas natural. 30 
Tabla 2.2 Componentes generales del sistema de gas natural comprimido 33 
Tabla 3.1 – Características generales del tanque. 39 
Tabla 3.2 – Masa y capacidad del tanque de GNC seleccionado 39 
Tabla 3.4 Lista de componentes que conforman el soporte del tanque de GNC. 47 
Tabla 3.5 Lista de refuerzos para el piso del vehículo. 48 
Tabla 3.6 – Materiales usados para fabricar la estructura de carga del vehículo. 50 
Tabla 4.1 – Materiales propuestos para el análisis de esfuerzos mediante elementos 
finitos. 
57 
Tabla 4.2 – Materiales seleccionados para la fabricación de soportes del tanque de GNC. 85 
Tabla 5.1 Plan de Pruebas 87 
Tabla 5.2. Piezas para el ensamble del Soporte del tanque GNC. 88 
Tabla 5.3: Piezas para el ensamble del piso reforzado para soportar el cilindro GNC 92 
Tabla 5.4 Valores máximos para el desplazamiento lineal en prueba de deslizamiento 
impacto trasero 
101 
Tabla 5.5 Deformaciones permanentes, desplazamiento lineal en prueba de deslizamiento 
impacto trasero 
104 
Tabla 5.6 Valores máximos para el desplazamiento lineal en prueba de deslizamiento 
impacto frontal 
108 
Tabla 5.7 Deformaciones permanentes, desplazamiento lineal en prueba de deslizamiento 
impacto frontal 
111 
Tabla 5.8 Valores máximos para el desplazamiento lineal en prueba de deslizamiento 
impacto lateral 
114 
Tabla 5.9 Desplazamientos permanentes, lineal prueba de deslizamiento impacto lateral 116 
Tabla 5.10 Valores máximos para el desplazamiento angular en prueba de impacto frontal 120 
Tabla 5.11 Valores máximos para el desplazamiento lineal en prueba de impacto frontal 121 
Tabla 5.12 Desplazamientos permanentes, desplazamiento lineal en prueba de impacto 
frontal 
122 
Tabla 5.13 Valores máximos para el desplazamiento angular en prueba de impacto 
trasero 
125 
Tabla 5.14 Valores máximos para el desplazamiento lineal en prueba de impacto trasero 126 
Tabla 5.15 Desplazamientos permanentes, desplazamiento lineal en prueba de impacto 
trasero 
127 
Tabla 5.16 Valores máximos para el desplazamiento angular en prueba de impacto frontal 
a 30º 
130 
Tabla 5.17 Valores máximos para el desplazamiento lineal en prueba de impacto frontal a 
30º 
131 
Tabla 5.18 Desplazamientos permanentes, desplazamiento lineal en prueba de impacto 
frontal a 30º 
132 
Tabla 5.19 Valores máximos para el desplazamiento angular en prueba de impacto lateral 
izquierdo 
135 
Tabla 5.20 Valores máximos para el desplazamiento lineal en prueba de impacto lateral 
izquierdo 
136 
Tabla 5.21 Desplazamientos permanentes, desplazamiento lineal en prueba de impacto 
lateral izquierdo 
137 
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“DISEÑO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL 
DE UN AUTOMOVIL COMPACTO” 
 
Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica vi 
 
III Índice de Figuras. 
Figura Página 
Figura 1.1 Dirección Servo Asistida. 4 
Figura 1.2 Funcionamiento del sistema de antibloqueo de frenos. 5 
Figura 1.3: Componentes y funcionamiento del sistema de monitoreo de presión en los 
neumáticos 
6 
Figura 1.4: Componentes del sistema de suspensión activa 7 
Figura 1.5: Funcionamiento del sistema electronico de estabilidad8 
Figura 1.6 Secuencia de funcionamiento de una bolsa de aire frontal 14 
Figura 1.7 Tipos de montaje de bolsas de aire laterales: en las puertas (izquierda) y en los 
asientos (derecha) 
14 
Figura 1.8 Tipos de airbag para la cabeza: de cortina (izquierda) y tubular (derecha) 15 
Figura 1.9 Ejemplos de sistemas de apoyacabezas activos 16 
Figura 1.10 Ejemplo de deformación programada en el sector frontal de un vehículo 17 
Figura 1.11 Habitáculo reforzado de un vehículo 18 
Figura 1.12 Maniquí de prueba 19 
Figura 1.13 dispositivo de deslizamiento para simular impactos . 20 
Figura 1.14 Funcionamiento del pistón de simulación de impactos. 21 
Figura 1.15 Pistón de aceleración variable. 21 
Figura 1.16 Comparación entre un choque real y uno simulado. 22 
Figura 2.1 – Instalación del sistema de gas natural comprimido en un vehículo automotor. 32 
Figura 2.2 – Esquema del funcionamiento del sistema de gas natural comprimido en un 
vehículo. 
36 
Figura 3.1a Tanque Seleccionado. 38 
Figura 3.1b Cilindro de GNC. 40 
Figura 3.2 Compartimiento de carga del vehículo. 41 
Fig. 3.3 Diseño del soporte del tanque de gas GNC. 41 
Fig. 3.4a Diseño del soporte del tanque de gas GNC instalado. 42 
Fig. 3.4b Diseño del soporte del tanque de gas GNC instalado. 42 
Figura 3.5 – Soporte frontal Izquierdo S1 43 
Figura 3.6 – Soporte frontal Derecho S2 43 
Figura 3.7 – Soporte de piso Izquierdo S3 44 
Figura 3.8 – Soporte de piso derecho S4 44 
Figura 3.9 – Travesaño central S5. 44 
Figura 3.10 - Tirante de sujeción S6 44 
Figura 3.11 Refuerzos de carrocería instalados. 46 
Figura 3.12 a y b Soporte del tanque y refuerzos de carrocería. 46 
Figura 3.13 - Refuerzo posterior de travesaño R1 47 
Figura 3.14 - Refuerzo izquierdo frontal de travesaño R2 47 
Figura 3.15 - Refuerzo derecho frontal de travesaño R3 47 
Figura 3.15 - Refuerzo de Riel R4 48 
Figura 3.16 – Estructura de carga del piso trasero del vehículo. 49 
Figura 3.17 – Patrón de soldadura propuesto para el refuerzo de R1 50 
Figura 3.18 – Patrón de soldadura propuesto para el refuerzo R2 y R3 51 
Figura 3.19 – Instalación del refuerzo R4 al riel de carga y soportes S3 y S4. 51 
Figura 3.20 – Patrón de soldadura propuesto para el refuerzo R4 52 
Figura 4.1 Geometría del ensamble completo. 54 
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
“DISEÑO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL 
DE UN AUTOMOVIL COMPACTO” 
 
Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica vii 
 
Figura 4.2 Malla para análisis de elemento finito. 55 
Figura 4.3a Elementos de unión entre mallas diferentes mallas. 56 
Figura 4.3b Modelo final para el análisis. 56 
Figura 4.4a Suspensión trasera de un automóvil – Condiciones de frontera 58 
Figura 4.4b Condiciones de frontera para el modelo matemático 59 
Figura 4.5 Fuerzas aplicadas. 62 
Figura 4.6 Desplazamientos máximos en la dirección X. 64 
Figura 4.7 Desplazamientos máximos en la dirección Y. 65 
Figura 4.8 Desplazamientos máximos en la dirección Z. 66 
Figura 4.9 Esfuerzos en el sistema completo en la dirección X. 67 
Figura 4.10 Esfuerzos en el sistema completo en la dirección Y. 68 
Figura 4.11 Esfuerzos en el sistema completo en la dirección Z . 69 
Figura 4.12 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en X en el soporte S3 y S4. 70 
Figura 4.13 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en Y en el soporte S3 y S4. 71 
Figura 4.14 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en Z en el soporte S3 y S4. 72 
Figura 4.15 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en X en el soporte S1 y S2. 73 
Figura 4.16 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en Y en el soporte S1 y S2. 74 
Figura 4.17 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en Z en el soporte S1 y S2. 75 
Figura 4.18 Detalle de esfuerzos en el componente S5. 76 
Figura 4.19 Detalle de esfuerzos en el cinchos S6. 77 
Figura 4.20 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en X en el piso del vehículo. 78 
Figura 4.21a Esfuerzos debidos a la carga aplicada en Y en el piso del vehículo vista 
superior. 
79 
Figura 4.21b Esfuerzos debidos a la carga aplicada en Y en el piso del vehículo vista 
inferior. 
80 
Figura 4.22 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en Z en el piso del vehículo. 81 
Figura 4.23 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en X en los refuerzos R1, R2, R3 y R4 
del piso del vehículo. 
82 
Figura 4.24 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en Y en los refuerzos R1, R2, R3 y R4 
del piso del vehículo. 
83 
Figura 4.25 Esfuerzos debidos a la carga aplicada en Z en los refuerzos R1, R2, R3 y R4 
del piso del vehículo. 
84 
Figura 5.1 – Prototipo soporte frontal Izquierdo 88 
Figura 5.2 – Prototipo soporte frontal derecho 89 
Figura 5.3 – Prototipo soporte de piso izquierdo 89 
Figura 5.4 – Prototipo soporte de piso izquierdo 90 
Figura 5.5 – Prototipo soporte de piso izquierdo 90 
Figura 5.6 – Prototipo soporte de piso izquierdo 91 
Figura. 5.7 Ensamble completo prototipo soporte de tanque 91 
Figura 5.8 – Prototipo Refuerzo posterior de travesaño 92 
Figura 5.9 – Prototipo refuerzo izquierdo frontal de travesaño 92 
Figura 5.10 – Prototipo refuerzo derecho frontal de travesaño 93 
Figura 5.11 – Prototipo refuerzo derecho frontal de travesaño 93 
Figura 5.12a. Ensamble de los soportes en la carrocería de prueba. 94 
Figura 5.12b. Ensamble de los refuerzos en la carrocería de prueba. 95 
Figura 5.12c Carrocería ensamblada lista para prueba de Deslizamiento 96 
Figura 5.13 Ejes de referencia para las pruebas de validación. 97 
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“DISEÑO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL 
DE UN AUTOMOVIL COMPACTO” 
 
Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica viii 
 
Figura 5.14. Pulso real usado para la prueba de deslizamiento impacto frontal 98 
Figura 5.15 – Desplazamiento angular del tanque durante el Impacto trasero, prueba de 
deslizamiento. 
99 
Figura 5.16 Deformación angular permanente – simulación impacto trasero, prueba de 
deslizamiento. 
100 
Figura 5.17 Desplazamiento lineal del tanque durante el Impacto trasero, prueba de 
deslizamiento 
101 
Figura 5.18 Desplazamiento máximo eje X – Prueba de deslizamiento impacto trasero. 102 
Figura 5.19 Desplazamiento máximo eje Y – Prueba de deslizamiento impacto trasero 103 
Figura 5.20 Aceleración y velocidad del tanque durante el Impacto trasero, prueba de 
deslizamiento 
104 
Figura 5.21. Pulso real usado para la prueba de deslizamiento impacto frontal 105 
Figura 5.22 – Desplazamiento angular del tanque durante el Impacto frontal, prueba de 
deslizamiento. 
106 
Figura 5.23 Deformación angular permanente – simulación impacto trasero, prueba de 
deslizamiento. 
107 
Figura 5.24 Desplazamiento lineal del tanque durante el Impacto frontal, prueba de 
deslizamiento. 
108 
Figura 5.25 Máxima Deformación – Prueba de deslizamiento impacto frontal. 109 
Figura 5.26 Máxima Deformación eje Y – Prueba de deslizamiento impacto frontal. 110 
Figura 5.27 Aceleración y velocidad del tanque durante el Impacto frontal, prueba de 
deslizamiento. 
111 
Figura 5.28. Pulso real usado para la prueba de deslizamiento impacto lateral 112 
Figura 5.29 – Desplazamiento angular del tanque durante el Impacto lateral, prueba de 
deslizamiento 
113 
Figura 5.30 Desplazamiento lineal del tanque durante el Impacto lateral, prueba de 
deslizamiento. 
114 
Figura 5.31 Máxima Deformación eje Y – Prueba de deslizamiento impacto lateral. 115 
Figura 5.32 Deformación Permanente – Prueba de deslizamiento impacto lateral. 117 
Figura 5.33 Aceleración y velocidad del tanque durante el Impacto lateral, prueba de 
deslizamiento. 
118 
Figura 5.34 Tanque y Soporte del tanque antes del impacto frontal. 119 
Figura 5.35 Desplazamiento angular del tanque durante el impacto frontal. 120 
Figura 5.36 Desplazamiento lineal del tanque durante el impacto frontal. 121 
Figura 5.37 Aceleración y velocidad del tanque durante el Impacto frontal 122 
Figura 5.38 Tanque y Soporte del tanque después del impactofrontal. 123 
Figura 5.39 Tanque y Soporte del tanque antes del impacto trasero. 124 
Figura 5.40 Desplazamiento angular del tanque durante el impacto trasero. 125 
Figura 5.41 Desplazamiento lineal del tanque durante el impacto trasero. 126 
Figura 5.42 Aceleración y velocidad del tanque durante el Impacto frontal 127 
Figura 5.43 Tanque y Soporte del tanque después del impacto trasero. 128 
Figura 5.44 Tanque y Soporte del tanque antes del impacto frontal a 30º 129 
Figura 5.45 Desplazamiento angular del tanque durante el impacto frontal a 30º 130 
Figura 5.46 Desplazamiento lineal del tanque durante el impacto frontal a 30º. 131 
Figura 5.47 Aceleración y velocidad del tanque durante el Impacto frontal a 30º 132 
Figura 5.48 Tanque y Soporte del tanque después del impacto frontal a 30º. 133 
Figura 5.49 Tanque y Soporte del tanque antes del impacto lateral 134 
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
“DISEÑO DE LOS SOPORTES PARA EL TANQUE DE GAS NATURAL 
DE UN AUTOMOVIL COMPACTO” 
 
Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica ix 
 
Figura 5.50 Desplazamiento angular del tanque durante el impacto lateral 135 
Figura 5.51 Desplazamiento lineal del tanque durante el impacto lateral 136 
Figura 5.52 Aceleración y velocidad del tanque durante el Impacto lateral 137 
Figura 5.53 Tanque y Soporte del tanque después del impacto lateral. 138 
Figura 5.54 Análisis de falla en Soporte S1 y S2 aplicación de líquidos penetrantes. 139 
Figura 5.55 Análisis de falla en soldaduras aplicación de líquidos penetrantes. 140 
Figura 5.56 Análisis de falla en soporte S6 aplicación de líquidos penetrantes. 140 
Figura 5.57 Análisis de falla en el tanque - Aplicación de líquidos penetrantes. 141 
Figura 5.58 Análisis de falla en el piso del vehículo - Aplicación de líquidos penetrantes. 142 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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VI. Objetivo General 
Realizar un diseño confiable y robusto para los soportes del tanque de gas natural para 
implementar en un vehículo sub compacto el cual este basado en las normas de 
seguridad vehicular para que garantice la seguridad de los ocupantes del vehículo, y 
cumpla satisfactoriamente los requerimientos de las pruebas de impacto internacionales, 
así como también presente una buena vida útil tanto al tanque de gas natural como al 
resto de los componentes del automóvil, desde el punto de vista de la durabilidad del 
vehículo y sus sistemas que lo componen. 
 
 
VII. Objetivos Particulares. 
- Obtener un diseño de soporte de tanque de GNC que cumpla con las normas de 
seguridad vehicular FMVSS 301 y 303, COVENIN 3228:1998, para su 
implementación en vehículos subcompactos. 
- Analizar el soporte bajo condiciones de operación normal y de impacto para 
determinar que el tanque de combustible de gas natural no presenta deformación 
alguna y no pierde su función durante la vida útil del vehículo. 
- Diseñar el soporte de tal manera que permita su ensamble sin modificar la línea de 
producción actual del vehículo en cuestión, así como también no deberá presentar 
interferencias con los componentes originales del vehículo para evitar rediseños y 
modificaciones mayores. 
- Obtener un diseño de manufactura sencilla y de bajo costo tanto en precio de 
pieza como en inversión de herramentales con el fin de mantener el precio de 
venta final del vehículo dentro de un rango competitivo 
 
 
 
 
 
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VIII. Justificación 
Este proyecto tiene su origen en un país sudamericano, debido a la situación político-
económica que se vive en el país donde el régimen socialista y la idiosincrasia de un país 
productor de petróleo y sus derivados como la gasolina han dado pie a tener grandes 
subsidios en el precio de la gasolina, hoy en día se pueden observar precios en las 
estaciones de gasolina del país de USD$0.033* por litro para 91 octanos, mientras que la 
de 95 Octanos (la mejor calidad en este país) USD$0.045* por litro. 
El creciente precio de los combustibles fósiles en el mundo entero ha puesto en una 
situación complicada a las instituciones que refinan y distribuyen las gasolinas en este 
país, por un lado los costos de extracción del petróleo y la infraestructura de refinerías se 
han incrementado considerablemente, mientras que el precio final al publico se mantiene 
sin incrementos, lo que deja al gobierno pagando grandes cantidades de subsidio para 
poder mantener los precios fijos y al mismo tiempo mantener la industria petrolera 
funcionando. 
Con esta situación impactando la economía del país y siendo prácticamente imposible 
subir el precio de los combustibles en el país, el gobierno ha buscado opciones alternas a 
la gasolina, encontrando una oportunidad en el gas natural, ya que el país produce 
grandes cantidades de este gas a muy bajo costo. De hecho existen algunas estaciones 
de gas natural ya instaladas en las gasolineras del país que distribuyen este combustible 
de manera gratuita para los vehículos equipados con el sistema. 
Sin embargo, esto no es suficiente, la pérdida de potencia en los motores a gas y la 
pérdida de espacio en los compartimientos de equipaje en los vehículos equipados con 
este sistema, representan una gran desventaja para los consumidores comparado con un 
automóvil a gasolina y los precios del combustible. 
Debido a esto el gobierno ha tomado medidas más agresivas para impulsar el uso de 
estos vehículos, imponiendo a las armadoras automotrices una cuota mínima del 30% de 
su producción equipada desde fábrica con el sistema de gas y dando como fecha limite el 
primero de abril de 2009 para comenzar la venta en las distribuidoras del país al público 
en general. 
Es aquí donde surge la necesidad de equipar los vehículos que se comercializan en esta 
región con este sistema y por lo tanto la necesidad de diseñar un soporte para los 
cilindros de gas natural que serán instalados en ellos. Estos diseños deben cumplir con 
todos los estándares de calidad que la compañía que ensambla y comercializa los 
vehículos específica para todos sus vehículos en general, garantizando así la seguridad 
de los pasajeros y el buen funcionamiento de los vehículos, los cuales han formado las 
marcas de los productos que se venden en el mercado y que están presentes en la 
memoria de los consumidores por sus características y atributos que hacen posible su 
venta y la satisfacción de los clientes que los consumen. 
 * Precio vigente al mes de enero de 2009 
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CAPITULO 1. SEGURIDAD AUTOMOTRIZ 
1.1 Antecedentes 
 
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) Todos los años, más de 1,2 millones 
de personas fallecen como consecuencia de accidentes en las vías de tránsito y nada 
menos que otros 50 millones sufren traumatismos. Más del 90% de las defunciones se 
producen en los países de ingresos bajos y medianos. 
Un coche bien diseñado puede salvar vidas condenadas por las leyes de la física y por 
la locura de sus conductores, pero por muy bien diseñado que esté un automóvil, si el 
conductor desconoce el uso correcto de los elementos de seguridad, si no está en 
condiciones de conducir (drogas, alcohol) o simplemente es imprudente, el accidente 
tiene grandes probabilidades de ocurrir. 
En este capitulo se exponen distintos temas todos relacionadoscon la seguridad 
automovilística. Los accidentes de tráfico, los elementos de seguridad más importantes, 
la investigación en nuevos sistemas de seguridad tanto de seguridad activa o preventiva 
y de seguridad pasiva, todo esto es expuesto con el fin de demostrar que incluso con el 
avanzado nivel de seguridad automovilística actual, continúan ocurriendo accidentes. 
El desarrollo tecnológico experimentado por los vehículos en las últimas décadas ha 
conseguido que mas elementos de seguridad avanzados se vayan incorporando a cada 
vez más modelos, independientemente de su tamaño y de su precio de venta. 
Esta circunstancia se traduce en automóviles más seguros, que "arropan" técnicamente 
al conductor y son capaces de responder mejor en una situación comprometida, y 
brindar más posibilidades de supervivencia a los ocupantes o simplemente evitar 
lesiones en los mejores casos. 
 
1.2. Los Sistemas De Seguridad 
El concepto de seguridad se caracteriza por su universalidad y decidido enfoque hacia 
la perfección. Por evidente que parezca, cabe sin embargo enfatizar, que el concepto de 
la seguridad del automóvil suele ser interpretado con demasiada parcialidad, 
restringiéndose solamente al comportamiento del impacto. Pero ése es sólo uno de 
muchos aspectos y, sin duda, lo mejor es no tener que verse confrontado con éste 
jamás. El empeño preeminente debe consistir en evitar accidentes de antemano, aquí 
interviene tanto la capacidad del conductor como la del vehículo. Es por ello que todas 
las marcas se dedican a la seguridad activa con el mismo esmero que a la seguridad 
pasiva y a la protección del vehículo, persiguiendo el objetivo ideal de conseguir la 
óptima combinación de seguridad. 
A la seguridad activa o preventiva pertenece todo aquello que sirve para prevenir 
situaciones de peligro, o sea, en primer lugar las características técnicas que 
contribuyen al dominio fiable del automóvil. Por seguridad pasiva o paliativa se 
entienden todas las medidas de precaución que se toman para limitar lo más posible el 
riesgo de que los participantes sufran lesiones en caso de accidente. Un automóvil sólo 
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puede recibir el calificativo de ser efectivamente seguro si conjuga todos estos criterios 
en un todo en perfecta armonía y pensado a fondo por cuanto a su construcción. 
Sin embargo la existencia de tantos elementos no significa solamente que un automóvil 
deba incorporar todos los equipamientos de seguridad técnicamente factibles. Igual 
importancia corresponde a su perfecta calidad, tanto del diseño como del material. Un 
antibloqueo de frenos ABS puede hacer perder metros enteros de salvación, si en el 
momento decisivo no funciona con la debida precisión. Una zona de resistencia 
progresiva puede carecer de efecto si únicamente está concebida para un solo tipo de 
impacto. Los cinturones pueden perder su función protectora, si no son absolutamente 
resistentes al envejecimiento. Y una celda del habitáculo tan sólida como se quiera, 
puede convertirse en un riesgo incalculable, si se produce oxidación en sus huecos. 
1.3 Seguridad Activa 
La seguridad activa es la encargada de evitar, dentro de lo posible, situaciones de 
riesgo que pueden provocar accidentes. 
 
Existen variados equipamientos de estabilidad que se pueden incorporar a un vehículo, 
los cuales son descritos en detalle en las siguientes hojas. Sin embargo, el diseño inicial 
del vehículo es uno de los factores más influyentes en su estabilidad, 
independientemente de los elementos adicionales que incorpore. Dinámicamente, en la 
estabilidad de un vehículo tienen especial relevancia la posición su centro de gravedad 
y la distribución del peso entre los dos ejes. Mientras mas bajo esté el centro de 
gravedad y mas uniforme sea la distribución del peso entre sus ejes, mayor será el 
límite de adherencia del vehículo. Otros elementos de importancia son la geometría de 
la suspensión del vehículo, el tipo de neumáticos o el sistema de frenos. 
 
Es importante tener estos elementos en cuenta antes de hacer un juicio sobre la 
estabilidad de un vehículo sólo al leer su listado de equipamiento de seguridad activa. 
Probablemente, un todo terreno provisto de una extensa batería de elementos 
electrónicos de estabilidad no estará a la altura en comportamiento dinámico en 
pavimento de un sencillo compacto, ya que se verá penalizado por su elevado centro de 
gravedad, unas suspensiones y neumáticos diseñados para circular por terrenos 
escarpados, y su mayor peso. 
Si una situación crítica ha de redundar en accidente, es cuestión que depende 
decisivamente de la seguridad activa o preventiva del vehículo. Si bien ésta no puede 
sustituir la destreza del conductor y la conducción responsable, sí puede apoyarlas 
eficazmente a base de: fiabilidad en el comportamiento del manejo y frenado en 
cualquier situación, así como de una poderosa respuesta del motor al efectuar 
maniobras de adelantamiento y por medio de un puesto de conducción práctico 
(acondicionamiento fisiológico). Esta acción conjunta del tren de rodaje, la potencia del 
motor y la condición física del conductor, da lugar a la prevención completa. 
La seguridad activa viene desempeñando desde siempre un papel central en todos los 
fabricantes, pero en estos últimos diez años ha experimentado una rápida evolución con 
la aplicación de sistemas ABS y ESP, mejoras en las suspensiones, implementación de 
dirección asistida de serie y neumáticos más fiables. A continuación veremos los 
elementos de seguridad activa más comunes en los coches. 
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Tren Motriz 
El tren motriz debe proporcionar al conductor facilidad de manejo y control en 
situaciones límite del vehículo, esto se consigue gracias a una gran capacidad de 
respuesta, una dirección precisa y una manejabilidad fiable; instrumentos que permiten 
al conductor responsable circular con máximo nivel de seguridad. 
Otro papel clave en materia de la seguridad activa lo desempeñan los frenos: deben 
responder espontánea y uniformemente y seguir aportando pleno rendimiento incluso si 
se someten a cargas permanentes o a situaciones de emergencia. 
Todo el control de un vehículo pasa por el tren motriz el cual engloba muchos otros 
sistemas como los frenos, las suspensiones y numerosos sistemas electrónicos de los 
cuales destacan el ABS y el novedoso ESP. Dicho tren debe tener un comportamiento 
de conducción neutro y consiguientemente calculable, indistintamente de que circule en 
curvas, sobre pistas en malas condiciones o en lluvia. 
Cualquier componente del tren de rodaje puede ser tan perfecto como se quiera, y sin 
embargo lo decisivo es siempre la acción concertada del conjunto. Esto rige por igual 
para todos los componentes de un eje como para la acción conjunta de los ejes anterior 
y posterior y para el reparto de pesos sobre ambos ejes. Y no por último, la rigidez de la 
carrocería también desempeña un papel importante pues, en combinación con la 
geometría de los ejes, influye asimismo sobre el comportamiento de autodirección del 
vehículo y la estabilidad y control que puede brindar al conductor. 
1.3.1 Dirección 
Una dirección precisa representa una de las condiciones más importantes para la 
conducción segura. Pero la precisión también exige una resistencia perceptible de la 
dirección y suficiente fuerza de retrogiro, de modo que el conductor obtenga la 
sensación más directa posible acerca de las condiciones del pavimento y la marcha. 
Una servodirección (dirección asistida) demasiado confortable, que se deje mover con 
un solo dedoa cualquier velocidad de marcha, puede conducir a situaciones de extremo 
peligro. Por otra parte, las fuerzas de direccionamiento al estacionar y acomodar el 
coche deben ser lo más reducidas posibles. 
Las nuevas tecnologías disponibles han guiado a los fabricantes tras años de 
investigación y desarrollo a un sistema capaz de regular la servoasistencia en función 
del régimen, lo cual se traduce en maniobras de aparcamiento más suaves con 
regímenes bajos de motor, pero redireccionamiento exacto en regímenes altos. La 
asistencia de la dirección (“el libre giro del volante”) es adaptada según la velocidad de 
marcha. A velocidades bajas, el volante es más suave que a velocidades altas para 
conseguir una dirección más precisa y a altas velocidades, el volante se torna rígido y 
difícil de girar para conseguir estabilidad en el manejo y errores del conductor mientras 
manipula el volante. El sistema funciona mediante un desmultiplicador de las vueltas del 
volante, el cual esta controlado por una centralita que regula la fuerza necesaria según 
la velocidad. 
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Figura 1.1 Dirección Servo Asistida. 
1.3.2 Frenos 
Los frenos constituyen uno de los más importantes sistemas de seguridad de un 
automóvil. En virtud de ello, los fabricantes dedican mucho tiempo al desarrollo y diseño 
de los sistemas de frenado. Buena prueba de ello es que hoy en día podemos encontrar 
coches de la talla del Audi S4, Mitsubishi Evo X o Porche Carrera 4 capaces de pasar 
de 150 km/h a 0 en escasos 75 m y menos de 3½ segundos. Cuando éstos ya han 
parado, un coche sin ABS se mueve aún a 50 km/h y se desliza sobre el pavimento 
otros 100 m. Este tipo de coches son fruto de años de evolución de la industria 
automovilística y de aplicar las características de los WRC (World Rally Car) a los 
automóviles comerciales. 
El bloqueo de las ruedas cuando se ejecuta una maniobra de frenado de emergencia, 
es una situación crítica puesto que limita la capacidad de control del automóvil por parte 
del conductor. Esta situación conlleva una pérdida de estabilidad y derrape del 
vehículo, lo cual produce un aumento de distancia y tiempo de frenado, y hace que se 
pierda progresividad en la frenada. Si el bloqueo se produce en las ruedas traseras, el 
vehículo derrapa tendiendo a cruzarse en la carretera, y si ocurre en las ruedas 
delanteras, el vehículo continúa en línea recta dejando inoperante el sistema de 
dirección. 
 
La función que realiza el sistema de antibloqueo de frenos, ABS (Antilock Brake System 
por sus siglas en ingles) es la de dosificar el esfuerzo de frenada adecuándolo a las 
condiciones de adherencia en cada una de las ruedas, de manera que nunca se llegue 
al bloqueo de ninguna rueda. Los dispositivos de freno antibloqueo son capaces de dar 
una respuesta apropiada a la pérdida de adherencia y, en consecuencia, suprimir todo 
riesgo de pérdida direccional y de estabilidad del vehículo en la frenada. Además, 
regula la presión aplicada al líquido de frenos sobre cada rueda en función de la 
adherencia de la misma con el suelo y del esfuerzo ejercido por el conductor sobre el 
pedal, limitando la fuerza de frenado en ellas a un valor inferior al del bloqueo. 
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Estos sistemas están compuestos por un sensor de velocidad en cada rueda, que 
compara permanentemente la velocidad de giro de cada una de ellas con el de las 
restantes. Estos cuatro sensores están comunicados con una unidad de control 
electrónica. Si se reduce repentinamente la velocidad de una sola rueda, la electrónica 
da aviso del riesgo de bloqueo, a raíz de lo cual se reduce de inmediato la presión 
hidráulica en el tubo de freno de la llanta en cuestión, para aumentar a continuación otra 
vez hasta escasamente debajo del límite de bloqueo. Este ciclo se desarrolla varias 
veces por segundo, sujeto a vigilancia y regulación electrónicas durante toda la 
operación de frenado. Resultado: el vehículo sigue direccionable y su huella sigue 
estable incluso al frenar indistintamente del agarre o patinaje que ofrezca el pavimento. 
En cambio, no necesariamente se acorta el recorrido de frenado. 
 
 
 
Figura 1.2 Funcionamiento del sistema de antibloqueo de frenos. 
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1.3.3 Neumáticos 
El neumático es un órgano de seguridad y único lazo de unión entre el suelo y el 
vehículo. Su elección dependerá en gran medida del tipo de suelo sobre el que ruede 
normalmente el vehículo así como del modelo que lo monte. 
Las funciones del neumático en el vehículo son: soportar la carga, transmitir las fuerzas 
de aceleración y de frenado, dirigir el vehículo, participar en la suspensión, el confort y 
participar en la estabilidad. 
Sensores de presión en neumáticos 
 
Es muy difícil que un neumático en buen estado e inflado a la presión correcta se 
reviente repentinamente, sobre todo si se le ha dado un uso normal. Generalmente, lo 
que sucede es que el neumático que ha sufrido un pinchazo comience a perder presión 
lentamente hasta quedar completamente bajo. Este proceso conlleva peligro si el 
conductor no percibe que uno de sus neumáticos se está desinflando, ya que al perder 
aire aumenta la temperatura de este, con lo que se pueden producir deformaciones e 
incluso la falla en el neumático. 
 
 
Figura 1.3: Componentes y funcionamiento del sistema de control de presión en los 
neumáticos 
 
El sistema de control de presión de los neumáticos se compone de sensores en las 
cuatro ruedas que monitorean continuamente la presión, una unidad de control y un 
indicador en el tablero de instrumentos que puede contar con una alarma sonora. 
Cuando el sistema detecta una pérdida de presión en algún neumático, activa una señal 
en el tablero de instrumentos que alerta al conductor de la situación. 
 
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1.3.4 Sistema de suspensión activa 
 
El sistema de suspensión activa o adaptativa se presenta como la respuesta a la 
necesidad de desarrollar vehículos seguros y capaces de combinar elevados niveles de 
confort, control y maniobrabilidad. Este sistema resuelve el clásico conflicto entre 
confort y estabilidad, manteniendo un contacto suficiente entre neumáticos y eliminando 
tanto el balanceo en curva como el cabeceo en la frenada. 
 
 
Figura 1.4: Componentes del sistema de suspensión activa 
 
El sistema se compone de actuadores hidráulicos que reemplazan en algunos casos al 
conjunto muelle-amortiguador de cada rueda, junto con bombas, sensores, 
servoválvulas y la unidad de control electrónico. Esta unidad monitorea constantemente 
el perfil de la carretera y envía señales eléctricas que controlan las suspensiones 
delantera y trasera. De esta forma, con el sistema de suspensión activa se consigue 
que el comportamiento de la suspensión sea el apropiado para cada circunstancia de la 
conducción. 
 
Cuando un vehículo con suspensión activa toma una curva, el sistema limita la 
inclinación de la carrocería, permitiendo un mejor control del vehículo al evitar el 
movimiento de su centro de gravedad. Además, este sistema permite controlar el 
reparto de carga entre los ejes delanteros y traseros del vehículo, distribuyendo las 
fuerzasen la suspensión de cada rueda para que el vehículo mantenga una altura fija y 
nivelada sin importar su nivel de carga. Por otro lado, este sistema también permite 
mejorar la adherencia de cada neumático al asfalto, con lo que aumenta la capacidad 
de maniobrabilidad del vehículo y su nivel de seguridad activa. 
1.3.5 Sistema Electrónico de Estabilidad 
Llamado programa electrónico de estabilidad (Electronic Stability Program en inglés), 
este sistema mejora las prestaciones del vehículo en cualquier combinación de las tres 
situaciones básicas de la conducción: aceleración, frenado y curva. 
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Los ESP reconocen eficazmente cuando un conductor puede perder el control del 
vehículo y activan los frenos individualmente en cada rueda, además de reducir el par 
motor para ayudar a mantener la estabilidad. El sistema se compone de sensores de 
velocidad, de aceleración y de giro del volante, entre otros, junto con actuadores en los 
frenos para cada rueda y un procesador que analiza la dinámica del vehículo más de 
100 veces por segundo. 
 
Cuando se realiza una maniobra brusca o a elevada velocidad en un vehículo, pueden 
producirse dos situaciones: el subviraje y el sobreviraje. El subviraje ocurre cuando 
deslizan las ruedas del eje delantero en una curva, provocando que el vehículo tienda a 
seguir derecho realizando una trazada más amplia que la determinada por su 
conductor. El sobreviraje, por su parte, corresponde al deslizamiento del eje trasero del 
vehículo en una curva. En estas circunstancias, el eje trasero tiende a girar más que el 
resto del vehículo lo que podría provocar un trompo. 
 
 
SIN ESP CON ESP 
Figura 1.5: Funcionamiento del sistema electronico de estabilidad 
 
Como se observa en la figura 1.5, el sistema ESP permite controlar, siempre dentro de 
los límites de la física, las situaciones anteriores mucho mejor que un conductor 
promedio. Por ejemplo, si en una curva hacia la derecha se produce sobreviraje y el 
vehículo comienza a realizar un trompo, el sistema interviene frenando la rueda 
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delantera izquierda, creando de esta forma una fuerza que contrarresta el sobreviraje y 
permite estabilizar el vehículo. Por otro lado, si en la misma curva anterior se produce 
subviraje, el ESP frena la rueda trasera derecha de manera que el vehículo mantenga la 
trayectoria escogida por su conductor. En casos extremos, el sistema también puede 
reducir el par motor con el objetivo de disminuir la velocidad, a través de la gestión 
electrónica del motor. 
 
1.3.6 Sistema distribución automática de frenado (EBD) 
 
El EBD (Electronic Brake Distribution) representa un perfeccionamiento del sistema ABS 
y proporciona una extraordinaria estabilidad al frenar bruscamente en curvas, regulando 
individual y electrónicamente la presión de frenado en cada una de las cuatro ruedas. 
Este sistema utiliza la infraestructura de los frenos antibloqueo, a la que agrega un 
sensor del ángulo de la dirección y un control sobre la gestión del motor. 
 
En un vehículo convencional se permite la independencia en el frenado de los ejes 
delantero y trasero, de manera que las ruedas delanteras efectúen la mayor parte del 
trabajo producto del mayor peso que reciben cuando se frena. Sin embargo, la 
adherencia de las ruedas, el nivel de carga o realizar una curva modifican la cantidad de 
frenado que puede transmitir cada rueda al pavimento. Además, en un mismo eje no 
hay independencia de frenado entre las dos ruedas, con lo que las dos transmiten la 
misma cantidad de frenada al pavimento. Este hecho no supone ningún inconveniente si 
el vehículo frena cuando circula en línea recta, aunque la situación cambia si el frenado 
se produce en una curva. 
 
Cuando un vehículo está trazando una curva, las ruedas que van por el exterior de ella 
deben soportar un mayor peso debido a la acción de la fuerza centrífuga sobre la masa 
del vehículo. Por esta razón, las ruedas que van por el exterior de la curva pueden 
transmitir una mayor cantidad de frenada sin perder adherencia que las interiores. Si el 
vehículo cuenta con EBD, el sistema permite en estas circunstancias la independencia 
en la cantidad de frenada que se envía a cada rueda, con lo que se obtiene una mayor 
eficacia en el frenado al aprovechar al máximo la adherencia de cada rueda. 
 
Con este sistema se logra la independencia total del frenado de las cuatro ruedas, 
logrando una frenada óptima. 
 
1.3.7 Sistema de asistencia a la frenada (BAS) 
 
Se ha demostrado que en situaciones de frenada de emergencia, la mayoría de los 
conductores comienzan presionando el freno con poca presión y luego la van 
aumentando. Este comportamiento generalmente desencadena distancias de frenado 
mayores a las que se podrían haber conseguido frenando apropiadamente. El 
comportamiento ideal en una frenada de emergencia es justo el contrario: inicialmente 
se debe pisar con decisión el pedal del freno, y luego ir soltando si es necesario. 
 
El sistema de asistencia a la frenada (Brake Assistant System) es un sistema 
electrónico que interpreta el comportamiento del conductor, e inicia un frenado a fondo 
cuando identifica una situación de emergencia, lo que hace reducir la distancia de 
frenado sustancialmente. Para realizar la frenada el sistema guarda en un acumulador 
líquido de freno, el cual se abre para provocar la sobrepresión en la frenada cuando el 
sistema lo determina. 
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En algunos vehículos equipados con este sistema, cuando se detectan frenadas de 
emergencia se encienden automáticamente los intermitentes, de manera de avisar a los 
demás conductores que el vehículo se detendrá bruscamente. 
1.3.8 Acondicionamiento Fisiológico 
Accidente o no accidente: esta cuestión suele depender únicamente de la rapidez de 
reacción del conductor. Pero sólo quien dispone de la plenitud de su condición física y 
mental puede reaccionar rápida y acertadamente a la vez. Es por ello que al diseñar un 
vehículo se contemple la buena condición del conductor como un elemento esencial de 
la seguridad activa. 
Un buen coche está construido en todos sus detalles de modo que sea posible 
concentrarse plenamente al tráfico al ir al volante. El conductor va sentado cómoda y 
relajadamente. Su atención no sufre irritación o descuido por engorrosas búsquedas de 
los elementos de mando ni por molestias ambientales como serían un excesivo calor o 
frío, ruido o molestias por gases de escape. A este acondicionamiento se añade la 
mejor visibilidad posible de día y de noche, que protege la vista y los nervios, 
permitiendo una conducción previsora en el sentido más puro de la palabra y, por tanto, 
segura. 
Para el dominio fiable del vehículo es fundamental el ir en posición anatómicamente 
correcta y relajada. A la anatomía se añade la ergonomía: Rápido y cómodo acceso a 
los controles, volante regulable, reposacabezas ajustable, etc. También una 
climatización agradable del habitáculo representa un factor esencial de la seguridad 
fisiológica: Si tiene que padecerse sudor al volante apenas se podrá concentrar al 
tráfico. 
1.4 Seguridad Pasiva 
No todo accidente es evitable. Por ello es preciso mantener limitadas las consecuencias 
para el hombre y el vehículo. Seguridad pasiva: significa, dado el caso, la mejorprotección posible contra lesiones, no sólo para los ocupantes del vehículo, sino 
también para terceras personas eventualmente afectadas, sobre todo para peatones y 
ciclistas. 
Junto a la minimización de los gastos de reparación para el vehículo en casos de 
accidentes mínimos (concepto de protección del vehículo) forma parte fija de todo 
desarrollo de vehículos el implementar máximos niveles de seguridad pasiva, todo ello 
sujeto al precepto de establecer “armonía conceptual”, o sea, la acción conjunta 
planificada de todos los factores que intervienen. Después de todo, el automovilista no 
puede escoger el tipo de accidente, sino que debe estar lo mejor equipado posible para 
cualquier caso concebible. 
Eso significa deformación controlada de las zonas de resistencia progresiva, 
produciendo mínimos daños al circularse con velocidades menores, máxima estabilidad 
de la celda del habitáculo, diseño decididamente enfocado hacia los factores de 
seguridad, son sistemas vanguardistas de retención de ocupantes, acolchados de 
seguridad y muchos otros detalles constructivos. Si uno sólo de estos criterios presenta 
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deficiencias, puede reducir o contrarrestar el efecto de los demás. Por ese motivo, los 
fabricantes de automóviles dedican a todos esos puntos decisivos su esmero y su 
minuciosidad sin restricción alguna. 
A continuación se mencionan algunos elementos que forman parte de la seguridad 
pasiva en un vehículo: 
Sistema De Retención De Ocupantes 
Aun teniendo el mejor diseño de carrocería para absorber impactos en un vehículo no 
sirve de mucho si en caso de colisión los ocupantes no van protegidos adicionalmente 
por medio de sistemas de retención con ese mismo alto nivel de eficacia: sólo por medio 
de la acción conjunta de ambos componentes se intercepta la energía del choque de 
modo que se evite la presencia de una lesión al máximo. 
El concepto de los sistemas de retención no se limita a los cinturones de seguridad con 
sus diversos equipos técnicos suplementarios, sino que también incluye los sistemas de 
bolsa de aire y, en el sentido más amplio, los asientos. Muchas marcas han contribuido 
a llevar adelante el desarrollo de todos estos sistemas, desde sus propios orígenes 
hasta los actuales, optimizados en múltiples aspectos. 
Una gran parte de aquello que hoy se entiende como el estado técnico más reciente, 
está basado en la experiencia de varias décadas de investigación y desarrollo de los 
ingenieros de los fabricantes. 
Cinturón De Seguridad 
Por fortuna, hoy día no sólo existe la obligación legal de que los ocupantes de un 
automóvil se abrochen los cinturones de seguridad, sino que también está propagado el 
reconocimiento de su acierto. Lo que sin embargo a menudo puede pasarse por alto, es 
que los cinturones de seguridad sólo pueden cumplir óptimamente su función protectora 
en determinadas situaciones. 
Si también los ocupantes han de beneficiarse del efecto de retención exactamente 
calculado para la zona de deformación de la carrocería en un impacto, es preciso que 
los cinturones estén estrechamente ajustados al cuerpo. De no ser así, el coche ya 
inicia la deceleración mientras el ocupante prosigue la trayectoria a toda marcha, para 
sólo ser interceptado por el cinturón varias fracciones de segundo más tarde. 
Ni la mejor de las carrocerías de deformación sirve de ayuda sin el cinturón de 
seguridad. Ejemplo: si con una velocidad de choque de sólo 30 km/h, un ocupante de 
75 Kg quisiera protegerse del choque apoyándose contra el tablero de instrumentos o 
contra el parabrisas, tendría que estar en condiciones de levantar aprox. 1 tonelada de 
peso y circulando a 100 km/h debería ser capaz de soportar 2 toneladas, Esto es algo 
totalmente imposible. 
En tal caso, la cinta textil que normalmente ha de servir de salvavidas, puede 
transformarse ella misma en un riesgo, aparte de surgir el peligro de que el ocupante 
choque con elementos del habitáculo. Para evitar este problema fueron inventados los 
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pretensores del cinturón de seguridad (hoy disponibles de serie en muchos vehículos). 
Explicados más adelante. 
Otro aspecto importante: los asientos deben estar moldeados de modo que descarten lo 
mejor posible el deslizamiento bajo el cinturón subabdominal, el llamado efecto 
submarino, en cualquier velocidad de choque. Aparte de ello, cada cinturón debe ser 
ajustable individualmente a la talla del ocupante, para que en caso de choque no 
represente a su vez un riesgo de producir lesiones. 
Y finalmente, un sistema de cinturones debe ofrecer por lo menos tanto confort como 
sea necesario para que el usuario lo utilice de buena gana. Todos éstos son criterios 
para los cuales no existen disposiciones legales. 
Tensor del cinturón 
Los cinturones automáticos se adaptan relativamente justos al cuerpo, pero en bien del 
confort, no van tan estrechamente ajustados como sería ideal para un caso de choque 
porque la fuerza de muelle es relativamente escasa del enrollador automático, el efecto 
de inercia tipo bobina cinematográfica y la distancia que establecen las prendas de 
vestir hacia el cuerpo de los ocupantes son factores que pueden costar centímetros 
decisivos en el caso de accidente. A esto se añade una cierta dilatación del cinturón, 
provocada por las extremas fuerzas de aceleración que intervienen. 
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. 
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 las bolsas de aire 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. 
Limitador de tensión cinturón de seguridad 
 
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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 formala tensión de este sobre el tórax del 
ocupante. Por ejemplo, esto permite reducir drásticamente el riesgo de fracturas en las 
costillas. 
 
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. 
Bolsas de Aire. 
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 bolsa de aire 
frontal. Básicamente, la bolsa de aire está constituido por un cojín inflable, 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. 
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. La bolsa de 
aire 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. 
 
 
 
 
 
 
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Durante el impacto, la bolsa de aire 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 la bolsa de aire está diseñada para funcionar una sola vez, y que si se 
activa debe ser reemplazado únicamente por el fabricante del vehículo. 
 
Figura 1.6 Secuencia de funcionamiento de una bolsa de aire frontal 
En combinación con el cinturón de seguridad, la bolsa de aire sirve para salvaguardar la 
integridad de los órganos de la cabeza y el tórax evitando su impacto contra el volante y 
tablero. Si se activa cuando los ocupantes no están utilizando su cinturón de seguridad, 
su acción es contraproducente pudiendo provocar graves lesiones. 
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. 
Bolsas de aire 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. 
 
Figura 1.7 Tipos de montaje de bolsas de aire laterales: en las puertas (izquierda) y en 
los asientos (derecha) 
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Bolsa de aire de cortina 
En algunos impactos, la presencia de bolsas de aire 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 la bolsa de 
aire para la cabeza, que retiene el movimiento de la cabeza de forma controlada en 
caso de impacto. 
 
Figura 1.8 Tipos de airbag para la cabeza: de cortina (izquierda) y tubular (derecha) 
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, la bolsa 
de aire para la cabeza puede hacer la diferencia entre la vida y la muerte de los 
ocupantes, siempre que estos utilicen el cinturón de seguridad. 
Bolsas de aire inteligentes 
Las bolsas de aire deben activarse bajo impactos de distintas características, con lo que 
para asegurar un buen desempeño en cualquier circunstancia, es necesario adaptar el 
proceso de detonación e inflado para cada impacto. Las bolsas de aire inteligentes 
recopilan información a través de un conjunto de sensores, y se despliegan de forma de 
maximizar su eficacia ante cada impacto. 
Existen bolsas de aire que pueden reconocer si el conductor maneja muy cerca del 
volante de dirección, si lleva copiloto, si lleva ajustado el cinturón de seguridad o si en el 
asiento del copiloto hay instalada una silla para niños. Algunos desarrollos avanzados 
incluyen un despliegue variable en función del tamaño, peso, posición y cercanía al 
airbag del conductor, y pueden distinguir la naturaleza del impacto, ya sea frontal, 
lateral, o volcamiento. 
Inicialmente, la bolsa de aire fue desarrollado como un complemento al cinturón de 
seguridad. Por esta razón es que funciona correctamente si se utiliza el cinturón de 
seguridad, logrando su máxima eficacia. Si los ocupantes no llevan puesto el cinturón 
de seguridad, la bolsa de aire es contraproducente ya que los ocupantes hacen 
contacto con el cuando se está inflando, lo que puede provocar lesiones gravísimas. 
Las bolsas de aire inteligentes detectan si los ocupantes no están utilizando el cinturón, 
y bajo un impacto éste se detona antes, de manera que los cuerpos de los ocupantes 
impacten la bolsa cuando está completamente inflada. Lo anterior no significa que si el 
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vehículo cuenta con bolsas de aire inteligentes no sea necesario utilizar el cinturón de 
seguridad. La bolsa de aire inteligente reduce los riesgos de la detonación de la bolsa 
de aire si no se utiliza el cinturón, pero este elemento se debe utilizar siempre para 
maximizar la eficacia de la bolsa de aire. 
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. 
 
Figura 1.9 Ejemplos de sistemas de apoyacabezas activos 
 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” que sucede en un impacto trasero o frontal. 
1.4.2 Carrocería de deformación programada 
 
Cuando se produce un accidente y el vehículo impacta un objeto rígido, su estructura se 
somete a una violenta desaceleración, la cual es finalmente transmitida a sus 
ocupantes. En estos casos, la estrategia considerada en el diseño de los vehículos 
actuales para proteger a sus pasajeros es dotarlos de zonas de deformación 
programada en sus extremos, y de un habitáculo rígido que asegure la integridad de la 
cabina. 
 
Las zonas de deformación programada se ubican en el sector delantero y trasero del 
vehículo, y están diseñadas para absorber la mayor cantidad de energía posible en 
caso de impacto. La absorción de energía se realiza principalmente a través de las 
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deformaciones de piezas específicamente diseñadas para cumplir esta función, junto 
con la dispersión de las cargas hacia los demás sectores del vehículo. 
 
La absorción de parte de la energía del impacto efectuada por las zonas de deformación 
programada, permite reducir la cantidad de energía que deberá absorber el 
compartimiento de pasajeros, y finalmente los ocupantes. Esto se traduce en pasajeros 
expuestos a aceleraciones de menores magnitudes, lo cual reduce la gravedad del 
impacto que “sienten” los pasajeros del vehículo. 
 
 
 
Figura 1.10 Ejemplo de deformación programada en el sector frontal de un vehículo 
 
Habitáculo indeformable 
 
Como se comentaba en el caso de las zonas de deformación programada, los vehículos 
actuales están formados por zonas “blandas” para absorber la energía del impacto y 
zonas “duras” para proteger a los ocupantes de las consecuencias de este. El 
habitáculo de pasajeros, como puede esperarse, es la principal zona “dura” del 
vehículo. La función del habitáculo es mantener la integridad de los pasajeros en caso 
de accidente y permitir que los demás sistemas de seguridad pasiva que equipa el 
vehículo puedan cumplir su función correctamente. 
 
El habitáculo de pasajeros se diseña formando una jaula de seguridad alrededor de 
ellos, utilizando aceros de alta resistencia y espesores elevados. Se busca que el 
compartimiento de pasajeros mantenga su forma en caso de impacto o volcamiento, 
evitando la intrusión de elementos tanto externos como internos (pedales o motor) al 
habitáculo. 
 
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Figura 1.11 Habitáculo reforzado de un vehículo 
 
Es importante indicar que la denominación “habitáculo indeformable” no se refiere a un 
tipo particular de habitáculo. Es simplemente una denominación genérica que pueden 
utilizar los vehículos que cumplen con los estándares internacionales exigidos en 
nuestro país de pruebas de impacto. 
1.5. Investigación Y Desarrollo 
No desde siempre los fabricantes le han dado importancia a la seguridad, pero sin darse 
cuenta, con su afán de conseguir vehículos más rápidos y potentes tuvieron que 
equiparlos con mejores frenos, una dirección más fiable y unas buenas suspensiones, 
de este modo estaban avanzando en seguridad activa. Décadas más tarde, cuando 
empezaron los análisis de accidentes reales, crearon el cinturón de seguridad de dos 
puntos de anclaje y posteriormente el de tres (hace 40 años) y también se empezó a 
fabricar carrocerías con deformación programada. 
Es en este punto donde se comienzan las pruebas de impacto de vehículos para 
analizar todos sus efectos y proponer soluciones tecnológicas que disminuyan los 
efectos de las colisiones sobre los pasajeros. 
1.5.1 Ensayos de Seguridad 
Los fabricantes cada año invierten grandes sumas en la investigación y desarrollo, para 
seguir incrementando la seguridad activa y pasiva de los vehículos. La envergadura y 
complejidad de las actividades desempeñadas a este respecto son enormes: así por 
ejemplo, un solo prototipo de carrocería, producido en manufactura artesanal para una 
prueba de choque, cuesta aproximadamente unos veinticinco millones de dólares. 
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Muchas cosas pueden simularse actualmente con el ordenador, pero siguen siendo 
indispensables los ensayos de choque. Conjuntamente con ensayos de componentes, 
los cuales se analizan en laboratorios para situaciones de accidentes y sus 
consecuencias, permiten deducir fiablemente la forma cómo se comporta un vehículo en 
la situación de urgencia real y permiten observar lo que ocurre con los ocupantes. 
Maniquíes de ensayo (dummies), de alto nivel tecnológico, informan con exactitud, en 
simulaciones de choque, acerca de los posibles riesgos de lesiones para los ocupantes 
y terceros afectados. 
 
Figura 1.12 Maniquí de prueba 
Los asientos del conductor y acompañante, pero también frecuentemente las plazas 
traseras van ocupados por modernos maniquíes en todos los ensayos de choque. Son 
maniquíes de ensayo altamente tecnificados, equipados con sensores ultrasensibles, 
que prácticamente pueden reproducir todo lo que actúa sobre el cuerpo humano en un 
accidente. También la talla, masa y cinemática de estos humanoides presenta, en 
términos generales, medidas parecidas a las de ocupantes en vivo. Por tal motivo, ya no 
es concebible la moderna investigación de accidentes sin estos candidatos de prueba. 
Puesto que suministran resultados realistas y próximos a la vida real, que pueden ser 
transmitidos en gran escala al ser humano dentro de ciertos límites. 
Sólo cuando todas las pruebas resultan a plena satisfacción de los ingenieros de 
prueba, se da el visto bueno para la producción en serie del vehículo, pero no siempre 
se obtienen resultados satisfactorios en las primeras pruebas, por lo que se requieren 
hacer modificaciones y volver a comenzar con todas las pruebas programadas 
originalmente; esto repercute en altos costos de pruebas y desarrollo en un vehículo por 
lo que muchos fabricantes han desarrollado métodos alternos a las pruebas de choque 
para validar sus diseños. 
Un método muy solicitado por las grandes casas armadoras de automóviles son las 
simulaciones de choque a través de las pruebas de deslizamiento, (SLED en ingles), las 
cuales simulan las condiciones de una colisión real mediante un equipo completo de 
dispositivos de alta tecnología que reducen el tiempo y los costos de investigación y 
diseño en construir un nuevo carro o camión. 
 
El dispositivo de deslizamiento es uno de los más versátiles de los simuladores de 
accidentes en el mundo, este esta constituido por un corredor largo del ancho de una 
carretera de dos vías y de aproximadamente 50 m de largo, en el que esta colocada 
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una pista con una plataforma capaz de moverse libremente