Como funciona o Crash Testing

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Galeria de imagens de segurança automotiva

Instituto de Seguros de Segurança Rodoviária / AP
Os programas de teste de colisão salvam vidas. Veja mais fotos de segurança automotiva.

Bonecos de testes de impacto têm sido objeto de anúncios de serviço público, desenhos animados, paródias e até mesmo o nome de uma banda. Os bonecos de teste de colisão reais, entretanto, são verdadeiros salva-vidas como parte integrante dos testes de colisão automotiva. Embora os carros fiquem um pouco mais seguros a cada ano e as taxas de mortalidade estejam diminuindo, os acidentes de trânsito ainda são uma das principais causas de morte e ferimentos nos Estados Unidos.

Uma das razões pelas quais os carros estão ficando mais seguros é por causa de um programa de testes bem estabelecido. Neste artigo, você aprenderá tudo sobre testes de colisão automotivos, incluindo programas de teste de colisão, classificações, manequins e melhorias futuras. Você ficará surpreso com a quantidade de pensamento e preparação necessária para garantir que carros seguros estejam nas estradas!

- O trabalho do manequim é simular um ser humano durante uma colisão, enquanto coleta dados que não seriam possíveis coletar de um ocupante humano.

Todos os testes de colisão frontal nos Estados Unidos são realizados usando o mesmo tipo de manequim, o manequim Hybrid III. Isso garante resultados consistentes. Um manequim é feito de materiais que imitam a fisiologia do corpo humano. Por exemplo, ele tem uma coluna vertebral feita de camadas alternadas de discos de metal e almofadas de borracha.

Os manequins vêm em tamanhos diferentes (clique aqui para ver alguns dos manequins), e são referidos por percentil e gênero. Por exemplo, o boneco masculino com quinquagésimo percentil representa o homem de tamanho médio - é maior do que metade da população masculina e menor do que a outra metade. Este é o manequim mais comumente usado em testes de colisão. Ele pesa 170 libras (77 kg) e tem 70 polegadas (5 pés e 10 polegadas ou 1,78 m) de altura.

Os manequins contêm três tipos de instrumentação:

  • Acelerômetros
  • Sensores de carga
  • Sensores de movimento

Acelerômetros
Esses dispositivos medem o aceleração em uma direção particular. Esses dados podem ser usados ​​para determinar a probabilidade de lesão. A aceleração é a taxa na qual a velocidade muda. Por exemplo, se você bater com a cabeça em uma parede de tijolos, a velocidade de sua cabeça muda muito rapidamente (o que pode doer!). Mas, se você bater a cabeça em um travesseiro, a velocidade de sua cabeça muda mais lentamente conforme o travesseiro é esmagado (e não dói!).

O manequim do teste de colisão está coberto por acelerômetros. Dentro da cabeça do manequim, há um acelerômetro que mede a aceleração nas três direções (frente-ré, cima-baixo, esquerda-direita). Existem também acelerômetros no peito, pelve, pernas, pés e outras partes do corpo.


Um gráfico da aceleração da cabeça durante um teste de colisão

O gráfico acima mostra a aceleração da cabeça do motorista durante um acidente frontal a 35 mph (56,3 km / h). Observe que não é um valor estável, mas flutua para cima e para baixo durante a falha. Isso reflete a maneira como a cabeça desacelera durante uma colisão, com os valores mais altos chegando quando a cabeça atinge objetos duros ou o airbag.

Sensores de carga
Dentro do manequim estão sensores de carga que medem a quantidade de força em diferentes partes do corpo durante uma colisão.


Foto cedida pela NHTSA
Um gráfico da força no fêmur do motorista durante um acidente

O gráfico acima mostra a força em Newtons no fêmur do motorista (o osso da coxa), durante um acidente frontal a 56 km / h. A carga máxima no osso pode ser usada para determinar a probabilidade de quebrar.

Sensores de movimento
Esses sensores são usados ​​no peito do manequim. Eles medem o quanto o tórax desvia durante um acidente.


Foto cedida pela NHTSA
A deflexão do peito durante um impacto frontal a 56 km / h

A varredura acima mostra a deflexão do tórax do motorista durante um acidente. Neste acidente em particular, o peito do motorista é comprimido cerca de 2 polegadas (46 mm). Esta lesão seria dolorosa, mas provavelmente não fatal.

Agora vamos dar uma olhada em um teste de colisão real.

O National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) conduz dois tipos de testes de colisão como parte do Programa de Avaliação de Novos Carros.

  • Impacto frontal a 35 mph - A 56 km / h, o carro bate em uma sólida barreira de concreto. Isso é equivalente a um carro se movendo a 56 km / h batendo em outro carro de peso comparável se movendo a 56 km / h.

  • Impacto lateral a 35 mph - Um trenó de 3.015 libras (1.368 kg) com um "pára-choque" deformável bate na lateral do veículo de teste. Os pneus do trenó são dobrados. O teste simula um carro que está cruzando um cruzamento sendo atingido de lado por um carro que passa em um sinal vermelho. O trenó realmente se move a 38,5 mph, mas quando você faz as contas, é equivalente a um impacto lateral a 56 km / h devido à forma como as rodas do trenó estão inclinadas.


Foto cedida pela NHTSA
Clique nesta imagem para ver um vídeo de um teste de colisão real.
(Tempo de vídeo: 2 min, 33 seg)

Crash Test Paint
Antes que os bonecos de teste de colisão sejam colocados no veículo, os pesquisadores aplicam tinta neles. Cores diferentes de tinta são aplicadas nas partes do corpo dos manequins com maior probabilidade de bater durante uma colisão. Os joelhos, rosto e áreas do crânio do manequim são pintados com uma cor diferente. Na foto a seguir, você pode ver que a tinta azul do rosto do manequim está borrada no airbag e que seu joelho esquerdo (pintado de vermelho) bateu na coluna de direção.


Foto cedida pela NHTSA
A pintura multicolorida do manequim mostra onde as diferentes partes da carroceria atingiram o carro.

Se os pesquisadores notarem uma aceleração particularmente grande nos dados dos acelerômetros na cabeça do motorista manequim, as marcas de tinta no carro indicarão que parte do corpo bateu em qual parte do veículo dentro da cabine. Esta informação ajuda os pesquisadores a desenvolver melhorias para prevenir esse tipo de lesão em acidentes futuros.


Foto cedida pela NHTSA
Os joelhos do manequim do lado do passageiro da frente bateram no painel durante o acidente. Além disso, observe que nada do compartimento do motor penetrou na cabine. O motor na maioria dos carros é montado de forma que, em caso de colisão, seja forçado para trás e para baixo para que não entre na cabine.

Agora, vamos dar uma olhada em um teste de impacto frontal a 56 km / h.

Configuração do veículo
A foto abaixo mostra uma van que está prestes a bater. Os manequins foram colocados no carro e estão em posição. Toda a instrumentação do carro e dos manequins foi conectada e verificada. O lastro é adicionado ao carro para que o peso do veículo do teste de colisão - e a distribuição desse peso - seja igual ao de um veículo totalmente carregado. Um sensor de velocidade foi montado no carro e posicionado de forma que passe por uma picape assim que o carro bater na barreira.


Foto cedida pela NHTSA
Uma minivan em frente a uma barreira (observe o sensor de velocidade da câmera)

Existem 15 câmeras de alta velocidade, incluindo várias embaixo do carro apontadas para cima. Eles disparam cerca de 1.000 quadros por segundo. Em seguida, o carro é afastado da barreira e preparado para bater. Uma polia, montada em um trilho, puxa o carro pela pista. O carro atinge a barreira a 35 mph. Leva apenas cerca de 0,1 segundo desde o momento em que o carro atinge a barreira até parar.

Depois da queda
Vamos dar uma olhada em algumas fotos. Este carro obteve quatro estrelas para ambos os ocupantes neste teste de colisão frontal.


Foto cedida pela NHTSA
A frente do mesmo carro, antes e depois do teste

Como você pode ver, a frente do carro fica completamente esmagada após o teste. Isso é bom, pois o carro tem que ser esmagado e desabar para absorver a energia cinética e parar o carro.


Foto cedida pela NHTSA
Uma visão melhor do esmagamento frontal

A frente da van é esmagada até as rodas dianteiras, que são empurradas para trás. Neste acidente, a van ficou 23 polegadas (58 cm) mais curta!

Obviamente, o crash ideal seria nenhum acidente. Mas, vamos supor que você vai cair e que deseja as melhores chances possíveis de sobrevivência. Como todos os sistemas de segurança podem se unir para oferecer a você a colisão mais suave possível?

Sobreviver a um acidente tem tudo a ver energia cinética. Quando seu corpo está se movendo a 56 km / h, ele possui uma certa quantidade de energia cinética. Após a colisão, quando você parar completamente, terá energia cinética zero. Para minimizar o risco de lesões, você gostaria de remover a energia cinética o mais lenta e uniformemente possível. Alguns dos sistemas de segurança do seu carro ajudam a fazer isso.

Idealmente, seu carro tem pré-tensores de cinto de segurança e limitadores de força; ambos apertam os cintos de segurança logo depois que o carro bate na barreira, mas antes que o airbag seja acionado. O cinto de segurança pode então absorver parte de sua energia conforme você avança em direção ao airbag. Milissegundos depois, a força no cinto de segurança segurando você começaria a machucá-lo, então os limitadores de força entram em ação agora, garantindo que a força nos cintos de segurança não fique muito alta.

Em seguida, o airbag desdobra e absorve um pouco mais de seu movimento para a frente, protegendo você de bater em qualquer coisa forte.

Nesse acidente hipotético, todos os sistemas de segurança do carro trabalharam juntos para diminuir sua velocidade. Se você não usou o cinto de segurança, o primeiro estágio de sua proteção está perdido e vai doer muito mais quando você bater no airbag. Muitos carros têm pré-tensores de cinto de segurança e limitadores de força, mas há algumas melhorias de segurança ainda mais emocionantes chegando.

Parece que airbags estão brotando de quase todos os lugares dentro dos carros. E se eles ajudam a evitar que seu corpo bata em objetos duros durante uma colisão, eles estão fazendo seu trabalho. Mas, sempre há espaço para melhorias. Agora (e no futuro previsível), a ênfase no equipamento de segurança é torná-lo "mais inteligente".

O mais recente avanço em equipamentos de segurança é conhecido como um air bag inteligente. Esses airbags podem ser implantados com diferentes velocidades e pressões, dependendo do peso e da posição sentada do ocupante, e também da intensidade da colisão.

Infelizmente, às vezes o acionamento de um air bag pode causar ferimentos graves e até a morte do motorista ou passageiro. A nova tecnologia em sistemas avançados de air bag frontais foi projetada para reduzir esse possível risco e melhorar o desempenho do próprio air bag. A implementação desta nova tecnologia está sendo levada a sério - tanto que uma alteração foi feita à Norma Federal de Segurança de Veículos Automotores nº 208. Esta alteração exige que, nos próximos anos, os fabricantes instalem este novo sistema de air bag em todos os seus novos modelos de veículos destinados à venda, de modo que até 1º de setembro de 2005 todos os modelos de 2006 estarão equipados com o sistema.

No futuro, veremos cintos que também detectará o peso e a posição dos ocupantes e ajustará a tensão e a força máxima de acordo.

A tecnologia está permitindo às montadoras projetar e fabricar veículos mais seguros e inteligentes, e os consumidores endossam essa tendência, conforme refletido nos padrões de compra. Pode ser necessário destruir muitos carros e bonecos de teste de colisão, mas as informações obtidas nos testes de colisão automotivos significam que você e seus entes queridos podem sobreviver a um acidente de automóvel com pouca ou nenhuma lesão.

Airbags frontais avançados
De acordo com a NHTSA, esses veículos são atualmente certificados para os requisitos avançados de airbag frontal ou, em algum momento em ou antes de 1º de setembro de 2004, serão certificados para os requisitos avançados de airbag frontal.
  • BMW 525i, 530i, 545i
  • BMW 645Ci e 645Ci conversível
  • BMW X3 (2.5i e 3.0i)
  • BMW Z4 roadster (2.5i e 3.0i)
  • Dodge Durango
  • Jeep Liberty
  • Ford Escape
  • Ford F-150
  • Ford Taurus / Sable
  • Mazda 3
  • Mazda Tribute
  • Mazda MPV
  • Jaguar S-TYPE
  • Jaguar XJ
  • Jaguar X-TYPE
  • Cadillac Escalade
  • Cadillac Escalade EXT
  • Cadillac Escalade ESV
  • Chevrolet Avalanche
  • Chevrolet Silverado
  • Chevrolet Suburban
  • Chevrolet Tahoe
  • GMC Yukon, Yukon XL, Yukon Denali, Yukon XL Denali
  • GMC Sierra
  • Honda Accord
  • Honda Odyssey
  • Acura MDX
  • Hyundai Elantra
  • Kia LD
  • Mitsubishi Galant
  • Nissan Pathfinder Armada
  • Nissan Quest
  • Nissan Titan (King Cab & Crew Cab)
  • Subaru Legacy
  • Subaru Outback
  • Suzuki Grand Vitara XL-7
  • Lexus RX330
  • Lexus ES330
  • Toyota Camry
  • Toyota Highlander
  • Volkswagen New Beetle
  • Volkswagen New Beetle conversível
Fonte: National Highway Traffic Safety Administration

Nos últimos anos, os carros ficaram muito mais seguros. Um dos motivos é que a segurança é agora um ponto de venda em carros novos - as pessoas realmente procuram e compram carros mais seguros. Nos Estados Unidos, a NHTSA bate carros e analisa dados com o objetivo de melhorar a segurança do carro.

As próprias montadoras batem muitos veículos a cada ano. Os fabricantes de automóveis são obrigados a certificar que seus carros atendem aos Padrões Federais de Segurança de Veículos Automotores (FMVSS). Essas regras cobrem tudo, desde o quão brilhantes as lâmpadas dos piscas devem ser até os requisitos do teste de colisão. As montadoras precisam ter certeza de que se a NHTSA for a qualquer revendedor nos Estados Unidos, comprar qualquer carro e bater a 30 mph, o carro passará por todos os requisitos do FMVSS. Para garantir que todas as diferentes combinações de motores, transmissões e acessórios passem, as montadoras podem bater de 60 a 100 veículos..

É raro que um carro falhe nos requisitos do FMVSS, então para desafiar ainda mais as montadoras - e fornecer informações valiosas para os consumidores que compram carros - a NHTSA iniciou seu Programa de avaliação de novo carro (NCAP). O NCAP bate carros a 56 km / h em impacto frontal e lateral e classifica os carros com base na probabilidade de os ocupantes se ferirem durante um acidente. Você pode encontrar as classificações online, uma boa primeira parada ao procurar um carro novo.

Quais são minhas chances de ficar gravemente ferido?
Esta é uma pergunta muito difícil. Para respondê-lo, temos que definir um ferimento grave. Muitas pesquisas foram feitas (e ainda estão sendo feitas) para classificar as lesões. Os pesquisadores do teste de colisão criaram um padrão chamado de Escala abreviada de lesões (AIS) para classificar diferentes lesões. Esses mesmos pesquisadores publicaram um manual que contém descrições detalhadas de todas as lesões normalmente encontradas em acidentes de carro. Cada lesão recebe uma classificação com base na gravidade: 1 são apenas pequenos cortes e hematomas; 3 indica uma lesão grave que requer tratamento médico imediato e pode ser fatal; 6 é fatal.

Sistemas de classificação
Os pesquisadores usaram dados de testes de colisão para determinar a probabilidade de lesões que podem ser sofridas em um acidente. Além disso, esses dados foram usados ​​para criar o sistema estelar da NHTSA. Este sistema torna as classificações de segurança automotiva mais fáceis para os consumidores entenderem ao comprar um carro.

No colisões frontais, a classificação por estrelas é determinada pela pior pontuação nestes três critérios:

  • Critérios de Lesão na Cabeça (HIC)
  • Desaceleração torácica
  • Carga de fêmur

Para receber uma classificação de cinco estrelas, todos os três critérios devem estar abaixo do nível que indica uma chance de 10 por cento de lesão grave. Há uma classificação por estrelas para cada um dos passageiros do banco da frente, para cada tipo de teste executado (impacto frontal ou lateral).

Avaliações para testes de impacto frontal
# de estrelas Resultado
5 10% ou menos chance de ferimentos graves
4 11% a 20% de chance de lesão grave
3 21% a 35% de chance de lesão grave
2 36% a 45% de chance de lesão grave
1 46% ou mais chance de lesões graves

No colisões de impacto lateral, existem dois critérios:

  • Índice de trauma torácico (TTI)
  • Aceleração Lateral Pélvica (LPA)
Para alcançar uma classificação de cinco estrelas em colisões de impacto lateral, ambos os critérios devem estar na faixa que indica menos de 5 por cento de chance de lesões graves.

Avaliações para testes de impacto lateral
# de estrelas Resultado
5 5% ou menos chance de lesões graves
4 6% a 10% de chance de lesão grave
3 11% a 20% de chance de lesão grave
2 21% a 25% de chance de lesão grave
1 26% ou mais chance de lesões graves

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