Física

Hará un par de días, en una divertida tertulia que calentaba las frías tardes de diciembre, surgió el tema de las modas incomprensibles que se extienden entre la población que podríamos llamar garrula. Una de estas tendencias concernía directamente a la seguridad vial, y me gustaría ponerla a debate con todos vosotros.

Concretamente, me refiero a la incipiente costumbre de colocar una pinza sobre el cinturón de seguridad justo antes de uno de sus anclajes (normalmente el que va cerca del hombro) para evitar que esté tan tenso. Una costumbre, por cierto, sobre la que el lector ds19tiburon ya nos avisó en un comentario cuando Josep nos hablaba hace unos meses sobre Cuándo abrocharse el cinturón.

Quiero pensar que, aunque no valoren su vida lo suficiente como para ponerse bien los pantalones, por lo menos no desean que termine de forma inminente y dramática. Por lo tanto, esta extraña actitud debe deberse (valga la redundancia) a la creencia de que, en estado flácido, el cinturón sigue siendo igual de efectivo. Veamos por qué no es así.

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Proseguimos y concluimos nuestros razonamientos sobre medias… de velocidad.

Hace unos diez días nos entretuvimos haciendo algunos cálculos con la velocidad media. Concretamente, fuimos capaces de calcular que si dividimos un viaje en diferentes tramos donde la velocidad es constante a lo largo de todo el intervalo de tiempo, entonces la velocidad media se obtiene simplemente mediante el promedio aritmético ponderado de las velocidades parciales de cada tramo.

Fijaos que debemos utilizar un promedio ponderado, y no del promedio al que estamos acostumbrados todos: cuanto más tiempo permanecemos a una velocidad, entonces ese tramo tendrá más importancia al calcular la velocidad media total. Por contra, si permanecemos a cierta velocidad durante muy poco tiempo, entonces ese tramo será insignificante.

Por ejemplo, si en un trayecto de una hora permanecemos durante 50 minutos a 100km/h, y el tiempo restante a 50km/h, está claro que la velocidad media total se parecerá más a los 100km/h. En efecto, echando mano de una calculadora podemos ver que en el trayecto descrito se recorrerán 91,67km en un total de 60 minutos, por lo que la velocidad media (para esto ya no hace falta la calculadora) es de 91,67km/h.

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Medias… de velocidad media

La velocidad es uno de los temas que provoca más inundaciones provoca en los líos de tinta, no sólo al hablar de seguridad vial sino en temas de motor en general. Hay una buena cantidad de mitos, leyendas y mal entendidos sobre ella. La mayoría de ellos se basan más en aplicar de forma ingenua razonamientos no-cuantitativos.

No obstante, como veremos en esta doble artículo, los razonamientos correctos y (semi) cuantitativos no son tan difíciles de seguir, si uno se arma con la poca Física que todos aprendemos en los albores de la juventud. Y, claro está, de ganas de sacar conclusiones realistas.

La primera suposición en que nos tenemos que basar es que la finalidad no es la velocidad por si sola, sino la velocidad media. Es decir, que lo que queremos no es simplemente correr un rato para sentir nuestra melena al viento, y luego completar el viaje a menor velocidad. No, lo que deseamos es llegar lo antes posible.

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En la primera parte habíamos llegado a obtener una expresión matemática que nos permitía calcular la distancia de parada técnica de un vehículo dada su velocidad, masa, fuerza de frenado, inclinación de la carretera y tiempo de reacción del conductor.

Esta es la distancia recorrida entre el instante que se percibe el primer estímulo y el momento en que el coche se detiene por completo. Por lo tanto, es la distancia mínima necesaria para evitar una colisión. Por lo tanto, nuestra obligación como conductores es adaptar nuestra conducta de forma que la distancia de parada técnica quepa toda ella en el campo de visión, de forma que percibiremos cualquier contratiempo antes de que sea demasiado tarde.

Pero, para ello, es necesario conocer qué factores afectan a dicha distancia, cosa que vamos a afrontar hoy. Recordemos la expresión que habíamos obtenido:

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Durante la semana pasada dedicamos un par de artículos a repasar unas cuantas ecuaciones de la Física de bachillerato y aplicarlas a una reducción de velocidad. Nuestro objetivo concreto era conocer la distancia que debe existir entre dos límites de velocidad consecutivos de forma que se puedan cumplir aplicando una suave frenada.

Sin embargo, las ecuaciones que obtuvimos son mucho más generales, sirven para describir absolutamente todas las frenadas de un vehículo (y también para describir las recuperaciones de velocidad, sólo habría que intercambiar las velocidades inicial y final; pero eso lo dejaremos para otro día). Así que sería un crimen no aprovechar que tenemos todos estos conceptos frescos para enumerar todos los factores que influyen en la distancia de parada.

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Habíamos dejado a medias el análisis, desde el punto de vista de la Física, de la distancia que debe existir entre dos señales de limitación de la velocidad según los preceptos de la Norma 8.1-IC, señalización vertical, de la Instrucción de Carreteras.

En resumidas cuentas, el párrafo concreto de la ley que analizábamos viene a decir que los cambios en el límite de velocidad a lo largo de una carretera no deben producirse de forma tan repentina que obliguen a los conductores a hacer un uso intensivo de los frenos. Como cifra de referencia, el texto legal marca una frenada suave donde la deceleración es de 7km/h/s.

Con estas premisas, logramos estimar la distancia mínima que debe existir entre dos límites de velocidad consecutivos conforme a la ley de Carreteras. Nos basamos en la conocida “espacio es igual a velocidad por tiempo”. En este caso, como la velocidad cambia durante todo el frenazo, nosotros tomamos un valor intermedio como referencia: la media entre la velocidad máxima y la mínima.Con todo esto, logramos obtener la siguiente ecuación general:

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Hace unas semanas, Josep nos hablaba de un caso que, incidentalmente, le había presentado yo. Se trataba de un chico que pretendía recurrir una multa de velocidad aduciendo a la Norma 8.1-IC, señalización vertical, de la Instrucción de Carreteras.

Los aspectos legales del caso ya fueron tratados por el maestro Camós en su día. Así que yo, con vuestro permiso, me voy a limitar a hacer unos cuantos calculillos con la Física que casi todos aprendimos en el instituto. La ley en cuestión regula la distancia que debe existir entre dos señales de limitación de velocidad descendentes consecutivas, de forma que sea posible cumplirlas con una leve aplicación de los frenos. A saber:

La deceleración necesaria para alcanzar una velocidad limitada a partir de otra de aproximación responderá a un modelo de deceleración uniforme por la acción de los frenos, a razón de 7 km/h/s (correspondiente a una suave aplicación de aquéllos) complementada por el efecto de la inclinación de la rasante, después de un tiempo de percepción y decisión de 2 segundos.

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Algo que probablemente hayáis notado al salir de un semáforo, es que a menudo las motos suelen adelantarse. Y no es sólo porque los moteros sean todos unos maestros girando la muñeca para salir escopeteados (que también), hay una razón física.

Pero, ¿de verdad hay una diferencia notable? Qué mejor que preguntarle al experto número 1 en vehículos de dos ruedas de Circula seguro: Morrillu, a quien le pusieron una moto entre piernas mucho antes que un pañal. Veamos lo que nos dice sobre lo que se siente al acelerar con moto:

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El otro día, en un artículo de capreolus acerca del destino de los airbags una vez han salvado una vida, nuestro lector El Realejero dejó un comentario que suscitó cierto interés en el seno del equipo editorial de Circula seguro.

En dicho comentario, el amable visitante nos relataba un caso real ocurrido a un conocido suyo. Como siempre he odiado de eso de “alguien me dijo que un amigo le dijo”, lo mejor es pasar a copiar literalmente el mensaje original:

Llevabas alguna ventanilla un poco bajada? Tengo dos amigos que han tenido un accidente con el coche a los que “les saltó” el airbag, uno de ellos con las ventanas cerradas… Ahora no oye por un oido y tiene un ojo casi inútil. Por lo que me explicó al estallar los airbag, en unas décimas de segundo se ocupa un volumen de varias decenas de litros de aire en el habitáculo, y si tiene de cortina hasta un centenar de litros. Esto hace que el aire se comprima de tal manera que te “revienta” los tímpanos y los ojos. El golpe en el coche no fué gran cosa, pero todas las ventanas se fueron a tomar por el …. y se quedó físicamente hecho polvo por la compresión del aire. Moraleja: Compra cortavientos y deja siempre un dedito la ventana bajada. P.D. También me dijo que me fijara en que en todos los Crash Test siempre hay alguna ventana bajada en mayor o menor medida.

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