La energía en la automoción (y 4)

Los coches de policía también pueden sufrir cambios desagradables en su posición sobre el asfalto

Hasta ahora hemos aprendido qué la energía representa la capacidad de producir cambios. También sabemos ya cómo administrar dichos cambios de la forma más eficiente posible. Pero debemos ser conscientes que los cambios que se pueden producir cuando se acumula mucha energía y algo sale mal pueden no ser siempre agradables. De hecho, pueden ser muy desagradables. Vamos a ponernos en el peor caso y ver qué pasa con la energía cuando se produce una colisión.

El cuerpo humano es capaz de resistir cambios, de absorber energía. Pero para no sufrir daños, necesita cierto tiempo para reponerse. En consecuencia, lo que es importante reducir es la potencia disipada en el choque. La misma energía distribuida entre más tiempo es menos dañina que si se libera de golpe.

Físicamente, una colisión es una interacción que se produce en un intervalo de tiempo tan corto que el exterior no tiene tiempo de influir. En el caso de una colisión entre vehículos, su duración es de apenas unas cuantas décimas de segundo. Y en ese tiempo tan corto interviene toda la energía cinética acumulada en los coches que chocan. Mucha energía en muy poco tiempo involucra una potencia increíblemente alta. Malas noticias para nuestro cuerpo.

Pongamos unas cuantas cifras. Supongamos un turismo de los más habituales en nuestras carreteras, cuya masa con un ocupante ronda los 1100kg, que se desplaza a 120km/h y sufre una colisión frontal que dura medio segundo. En estas condiciones, un sencillo calculo demuestra que la potencia disipada durante el choque ha sido de unos 1200kW, que equivale a más de 1600 caballos de vapor. En comparación con la potencia que el mismo vehículo suministraba para moverse, unos 90cv, este número es astronómico.

Un coche que ha sufrido cambios poco deseables en su carrocerí­a

Como la energía cinética crece con el cuadrado de la velocidad, dividir la velocidad por dos tendrá el efecto de reducir a una cuarta parte la potencia disipada durante la colisión. Es decir, el vehículo del ejemplo disipará 400cv si colisiona durante medio segundo cuando se movía a 60km/h. Una mejora considerable, ¿verdad?

Esto nos lleva a un primer consejo muy claro. Si prevemos que las cosas se van a poner difíciles, debemos intentar reducir la energía cinética depositada en nuestro vehículo. Por suerte, los coches modernos llevan un sistema diseñado con esa finalidad: los frenos. Además, como es obvio, moderar la velocidad puede contribuir a reducir las posibilidades de que se produzca la colisión. Pero si fuera inevitable, al menos sus consecuencias seria mucho menores.

Naturalmente, si la colisión se produce contra otro vehículo de características similares que también se movía a la misma velocidad, la energía de ambos coches se suma a la capacidad total de producir destrozas. En nuestro ejemplo, un total de 3200cv. Este es el motivo de otro de los consejos más habituales que pueden salvar vidas: si no puedes evitar una colisión, pero tienes un último instante para elegir contra que colisionas, hazlo contra algo que esté parado.

Y si ese algo se puede mover, tanto mejor, ya que al arrastrarlo estaremos consiguiendo que la duración de la colisión sea mayor. Es decir, que la energía se disipe de forma gradual, reduciendo notablemente la potencia disponible para producir daños. Por ejemplo, es mejor colisionar contra un coche aparcado (si está desocupado) que contra un árbol o un edificio.

Airbag de conductor y pasajero que acaban de salvar un par de vidas.

Todas estas consideraciones también se tienen en cuenta a la hora de diseñar los elementos de seguridad pasiva, aquellos que están destinados a reducir las consecuencias de un siniestro. Para empezar, las carrocerías modernas incluyen muchas estructuras deformables. El principio es muy sencillo: si la energía liberada por la colisión se emplea en cambiar la forma de la carrocería, no se empleará en cambiar la forma de los ocupantes, que suelen ser más difíciles de reparar e imposibles de remplazar.

Otro tipo de elementos de seguridad pasivos se encargan de alargar el tiempo de la colisión. Como ya hemos dicho, cuanto más prolongada sea la colisión, menor será la potencia disipada y los daños serán menores. El ejemplo paradigmático es el airbag, encargado de suavizar el desplazamiento de nuestro cuerpo que sale disparado hacia el volante tras la colisión.

A lo largo de estos cuatro artículos hemos resumido los fundamentos físicos que gobiernan el flujo de la energía en diversos aspectos de la automoción. Naturalmente, hemos dado una visión simplificada de la realidad, lo suficientemente precisa como para entender en el fondo lo que ocurre. Pero sin profundizar demasiado en otros aspectos que, aunque importantes para diseñar automóviles, nos hubieran enturbiado la visión general. A partir de ahora, cuando pisemos el pedal del acelerador, podremos ser conscientes de toda la energía que se ve invierte para llegarnos a nuestro destino, sabremos como aprovecharla al máximo… Y, sobre todo, que debemos hacer todo lo posible para que toda esa energía no acabe comportando cambios poco deseables.

Foto | Omar omar, zugaldia, adam*b
En Circula seguro | Un consejo rápido: evita el choque de frente, Un poco de Física básica para comprender algo mejor las reacciones del automóvil

  • una cosa que no he terminado de entender

    ¿ Porque si dos coches ( pongamos caracteristicas similares ) chocan de frente, se suma la velocidad del accidente ? ¿ La energia de uno y otro no se anularian al ir en direcciones contrarias ?

  • Gracias por la pregunta, Azuar.

    No, la energía nunca se compensa con nada. Piénsalo de la siguiente forma: como dijimos en el primer artículo de la serie la energía es como una moneda con la que se pueden pagar los cambios Físicos. Si un coche determinado a una velocidad determinado tiene energía suficiente para producir x cambios, dos coches idénticos a la misma velocidad pueden producir el doble de cambios.

    Más técnicamente (incluye esta explicación por si alguna vez en tus estudios haces alguna asignatura de Física), la energía es un escalar, no un vector. Por lo tanto, no tiene “dirección”. Sólo tiene un valor, y siempre es aditiva, nunca se resta.

    Piensa, además, que si fuera como tu dices, una situación de dos coches idénticos acercándose a gran velocidad, si la energía se cancelara, sería equivalente a dos coches parados. Y sabemos que esa equivalencia no es ni mucho menos real, ¿verdad?

    Espero haber respondido tu duda sucintamente.