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Seguridad: Barreras de neumáticos




3. BARRERAS DE NEUMÁTICOS


Las barreras de pilas de neumáticos son la protección más habitual tanto en los Deportes de Inercia como en los deportes del motor.

La Federación Internacional de Automovilismo realizó un estudio en profundidad al respecto para la protección de los circuitos de Formula 1 que llegó a la conclusión de que con la misma barrera de neumáticos podemos multiplicar por 5 su capacidad de absorción en función de su colocación y fijación.


Ventajas de las barreras de neumáticos :

- Coste reducido
- Disponibilidad en casi cualquier lugar.
- Reusabilidad
- Adaptabilidad

Seis son los parámetros que influyen en la capacidad de absorción de una barrera de neumáticos:

- Número de filas de neumáticos.
- Espacio existente entre una fila y la siguiente.
- Fijación de los neumáticos: libres, fijos por correas o fijos por tornillos.
- Colocación de refuerzos en los neumáticos: tubos plásticos o de espuma.
- Aumento de la masa de los neumáticos mediante la inserción de neumáticos pequeños dentro de los principales.
- Fijación de una barrera plástica flexible delante de la primera fila de neumáticos.

Los ensayos se realizaron con un trineo móvil de 780 Kg con el morro afilado de un Fórmula 3000 a 60 Km/h perpendicularmente a la barrera. Tanto la velocidad como la forma del morro son equiparables a las carrilanas. Sin embargo, nuestro peso y - por consiguiente la energía a disipar - es aproximadamente la mitad ( Gx ), la cuarta parte ( Cx ) o la octava parte ( categorías ligeras ) que el ensayo.

Lo ideal es contar con una barrera con una elevada deceleración media ( es decir, que sea capaz de detenernos en su espesor evitando que impactemos con el elemento inmóvil que la sostiene ) pero que a su vez no tenga picos de deceleración elevados ( para evitar lesiones en órganos internos ).

Como referencia, una frenada de emergencia representa alrededor de 1G, aproximadamente el mismo valor que nos ofrecen las puzolanas ( bañeras de arena o gravilla en las curvas de los circuitos o en las bajadas de los puertos de montaña ).


- Test 1: Tres filas de neumáticos unidos por cinchas


Deceleración media: 1.8 G
Deceleración máxima: 35 G



Las cinchas consiguen que el conjunto de neumáticos se comportan como un solo elemento y aumentan la disipación de energía por la transferencia de inercia y el rozamiento de los neumáticos entre ellos y con el suelo. Además, ofrece la comodidad de que no salgan despedidos tras un impacto.


- Test 2: Unidos por tornillos taladrando la banda de rodadura:

Deceleración media: 4 G
Deceleración máxima: 28 G



Hemos duplicado la capacidad de absorción por este pequeño detalle, ya que ante impactos fuertes se desprenden algunos de los anclajes absorbiendo energía. Este grado de desprendimiento se puede regular en función del tamaño del tornillo y las arandelas empleados.

El resto de ensayos utilizarán siempre tornillos.


- Test 4: Una fila delantera, un espacio de 60 cm y dos filas apoyadas en el obstáculo.

Deceleración media: 4.3 G
Deceleración máxima: 24 G



Tenemos una ligera mejora ya que la carrilana arrastra la primera fila de neumáticos por lo que aumenta su masa y disminuye su velocidad, disipa energía por rozamiento de la misma con el suelo antes de impactar con el resto de filas.

También tiene el inconveniente de que “nos comemos” espacio en la carretera ( en ese espacio se podría emplear para colocar filas adicionales de neumáticos ). Puede ser adecuado en las categorías más ligeras que necesitan una deceleración más progresiva.


- Test 5: Envolver a los neumáticos con un protector de plástico semirrígido
( por ejemplo, polietileno o policarbonato de 1-4 mm )

Deceleración media: 6 G
Deceleración máxima: 23 G



Mejoramos la absorción un 50% al añadir el plástico protector externo. Pero, además tiene tres ventajas adicionales importantes:

-    Disminuye el grado de penetración en la barrera ( que disminuye su efectividad y puede lesionarnos al impactar con el casco en la misma ).
-    En los impactos oblicuos permite que el vehículo deslice a lo largo de la barrera disipando energía por rozamiento.
-    Evita los trompos causados por el enganche entre el vehículo y los neumáticos, que aumentan la pérdida de control y el riesgo de lesiones.


- Test 11: Añadimos unos tubos de plástico semirígido ( polipropileno de 10mm en el ensayo, para nosotros sería algo más fino ) en el hueco interior de las columnas de neumáticos.

Deceleración media: 9 G
Deceleración máxima: 18 G



De nuevo, una mejora espectacular, pasamos de 6 a 9 G de deceleración media y ¡ hemos multiplicado por 5 la capacidad de absorción de la misma barrera de neumáticos ¡ En este caso los tubos añaden capacidad de absorción y transmiten el impacto a los neumáticos más cercanos al obstáculo y a las capas superior e inferior para repartir mejor el trabajo de flexión.

Sin embargo, este sistema aumenta la velocidad de rebote del vehículo de vuelta a la pista de 11 Km/h en el test 5 a 27 Km/h, lo que puede ser un problema si el siguiente piloto puede llegar a impactar con él ( especialmente en la parte baja de un descenso, cuando puede haberle recortado parte de la ventaja ) o si la pista es muy estrecha y puede llegar a impactar con el lado contrario.

Debemos ener cuidado con no aumentar excesivamente la rigidez de la barrera para vehículos de escaso peso como los nuestros. Por ello, puede ser más interesante en zonas con velocidad muy elevada y en las que la anchura de la pista no permita un número suficiente de filas de neumáticos y usando tubos de un espesor menor que el del ensayo.

Esta solución tiene dos variantes, algo menos efectivas:

-    Sustituir los tubos de plástico por columnas de espuma de poliuretano.
-    Insertar neumáticos pequeños dentro de los principales para aumentar su masa. En ocasiones el agua de lluvia acumulada en el interior hace un efecto parecido.




ERRORES TÍPICOS:



- Número de filas:

Aumentar el número de filas aumenta la capacidad de absorción total de la barrera y, además, disminuyen la dureza del conjunto ya que los neumáticos trabajan como un conjunto de muelles en serie.

Un número demasiado bajo de filas de neumáticos hará que alcancemos al elemento inmóvil trasero, pero un número excesivo de filas aumenta la probabilidad de impacto de un neumático en el casco del piloto en caso de una penetración excesiva.


- No unir los neumáticos:


Es muy habitual, pero también más peligroso porque:

-    Perdemos la disipación de energía por transmisión de la inercia.
-    La absorción se concentra solo en los neumáticos directamente impactados.
-    La pila de neumáticos se desmonta tras un accidente.


- Altura de la barrera:

Las barerras de poca altura ( utilizadas tanto en el exterior de las curvas como en el interior de las chicanes artificiales ) suelen producir en indeseable efecto de que la carrilana las "atropella" y salta por encima impulsada por la misma extensión de los neumáticos.

Por ello, las barreras de neumáticos siempre deberán estar compuestas de 3 o más neumáticos apilados uno encima del otro.




CONCLUSIÓN

Una barrera con una deceleración media demasiado baja ( 1-2 G ) puede ser incapaz de evitar que la goitibera impacte contra el obstáculo inmóvil en la profundidad disponible. Dicho impacto contra el muro trasero puede aumentar fácilmente la deceleración a 40 o más G con el consiguiente riesgo de lesiones.

Una barrera con una mayor capacidad de deceleración media ( 4-9 G ) puede llegar a detenernos antes de impactar con el soporte. Probablemente salgamos algo mareados del impacto pero aumentarán nuestras probabilidades de evitar ninguna lesión de importancia.

Como vimos en el capítulo 1, la profundidad de la barrera es crucial para aumentar su capacidad de absorción. Si consideramos, por ejemplo, un umbral seguro de deceleración media de 10G, una barrera de 1m de espesor podrá detenernos de una manera segura desde 50 Km/h mientras que una barrera de 2m de espesor podrá detenernos dentro de dicho umbral desde 72 Km/h


Más información: "Barrier Testing" de Peter Wright y Andrew Mellor. Documento SAE nº 983061



© Calixto García. Zonagravedad.com. Permitido el uso incluyendo enlace a la fuente







 
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Autor: Calixto García Velasco



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