David Ras
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La seguridad y los airbags de los BMW actuales
Lo que aquí contamos es válido para todos los BMW actuales aunque salgan las fotos de algunos modelos concretos o de otros fabricantes.
Todos los BMW actuales utilizan la 6a versión o generación de la plataforma de seguridad pasiva y del Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM6), aunque dependiendo del modelo y de la versión de coche puede variar el número de airbags y de sensores.
Además, dependiendo del vehículo y del modelo puede añadir el sistema de seguridad preventiva para ocupantes “Active Protection”, que de acuerdo con el Radar frontal (FRS), la Cámara de conduccción autónoma de corto alcance (ADCAML), el Sensor de lluvia y solar, el Control Dinámico de Estabilidad (DSC) y la Dirección asistida electrónica (EPS), activa medidas de protección para los ocupantes cuando detecta que puede haber un accidente imminente.
Seguridad pasiva
La seguridad pasiva incluye todos los elementos necesarios para proteger a los ocupantes en caso de accidente, entre ellos hasta 11 airbags y hasta 10 sensores.
*Foto de los airbags de un X3. Al fondo se ve el airbag de cabeza o de cortina. Este coche es con volante a la derecha (Reino Unido). A la izquierda al fondo se ve el airbag redondo del volante del conductor. Un poco más adelante, el airbag mucho más grande del pasajero delantero. Debajo el airbag de rodilla. En los cuatro asientos se ven los airbags laterales. En esta foto no hay airbag central entre los dos asientos delanteros (obligatorio en la UE, opción SA230).
*Foto de los airbags de un vehículo antiguo ya que no los tiene todos. Este coche es con volante a la izquierda (Unión Europea). Se ven al fondo el airbag de cabeza o de cortina, los 4 airbags laterales, a la derecha el airbag redondo del volante del conductor, y más abajo el airbag mayor del acompañante (pasajero delantero). Este coche, un modelo antiguo, no tiene airbags de rodilla ni el airbag central entre los dos asientos delanteros (obligatorio en la UE, opción SA230).
Aparte de los airbags también hay hasta 10 sensores diferentes de los airbags.
Cuando decimos “nuevo” entendemos que no estaba presente en la 5a versión o generación de la plataforma de seguridad pasiva, que el sensor se ha rediseñado totalmente, y el módulo de seguridad contra accidentes (ACSM) son un modelo nuevo, diferente del modelo de la generación anterior, y con más funciones.
Seguridad preventiva
La seguridad preventiva activa medidas de protección para los ocupantes cuando detecta que puede haber un accidente, desde las medidas más básicas dependiendo del vehículo y modelo (ver SRS) hasta un sistema de seguridad completo llamado “Active Protection”.
En caso de detectar la posibilidad de que haya un accidente, realiza las siguientes medidas de protección para los ocupantes:
Además, se testean los contactos de las hebillas de los cinturones de seguridad (para saber si están abrochados o no), y se activan los pretensores de los 5 cinturones (tensando el cinturón para fijar el pasajero en el asiento y que no salga despedido cuando se produce la colisión).
Los airbags necesitan un generador de gas para hincharse y abrir la tapa que los proteje y esconde, por lo que hay un generador para cada airbag. Según el airbag, hay dos tipos de generadores de gas: el gaseoso y el sólido.
Además, puede haber en los cinturones de seguridad limitadores de fuerza para evitar lesionar a los ocupantes en caso de aplicar excesiva fuerza de retención. En principio hay uno en el cinturón del conductor y otro en el del pasajero delantero.
Por último hay un elemento muy importante que ya hemos comentado y que se encarga de gestionar todos los sensores, airbags, tensores, generadores, etc. Se llama Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM) y lo explicaremos más adelante.
*Foto de la ubicación de los diferentes airbags. Algunos de ellos estan presentes en los dos lados del vehículo pero solo se dibujan en un lado para facilitar la comprensión.
El SRS
El Supplemental Restraint System (SRS, Sistema de Retención Suplementaria) es un sistema de seguridad pasiva diseñado para funcionar junto con los cinturones de seguridad, activando los airbags y los pretensores de los cinturones en una colisión.
El SRS es el sistema que agrupa todos los sensores, airbags, cinturones, unidades de control, etc., que equipa un vehículo para mejorar su seguridad, pensado para reducir la gravedad de las lesiones al desplegar los airbags y su efectividad depende del uso correcto del cinturón de seguridad.
Al arrancar el vehículo se enciende la luz SRS durante unos segundos mientras hace el autodiagnosis o chequeo, pero si la luz SRS se enciende o parpadea mientras se conduce es para indicar una posible avería en el sistema de seguridad y requiere pasar una revisión en un taller.
¿Como funciona un airbag?
Los airbags están diseñados para complementar los cinturones de seguridad, pero no para sustituirlos. El cinturón de seguridad ayuda a mantener el pasajero en su sitio y en la posición correcta, para que el airbag sea lo más efectivo posible.
Se estima que, caso de impacto frontal, el uso del airbag reduce un 30% el riesgo de muerte.
En caso de accidente, el Módulo de seguridad contra accidentes avanzado (ACSM) envía una señal eléctrica con una intensidad de entre 1 a 3 Amperios al airbag para que se hinche. El iniciador recibe esta señal y calienta un hilo eléctrico (o alambre) que en menos de 2 ms alcanza los 300°C y enciende el material combustible que lo rodea, unas pastillas de “azida de sodio” (NaN3, nitruro sódico) que se utilizan como material pirotécnico.
La “azida” es un sólido incoloro que combustiona a 700°C y reacciona con un oxidante (óxido de cobre o de hierro). Fruto de la reacción química se genera gran cantidad de gas nitrógeno, pero también vapores muy tóxicos (por el sodio, Na), todo a una presión de 120 bars para hinchar la bolsa del airbag.
En el airbag de conductor hay entre 50 y 80 gramos de azida (NaN3), y en el airbag del pasajero delantero unos 250 gramos, porque es el doble de grande y se llena más o menos en el mismo tiempo.
Antes de hinchar la bolsa, los gases pasan por un filtro que retiene la parte tóxica y solo deja pasar el nitrógeno, que sale a unos 300 km/h. Además, el filtro enfría el nitrógeno hasta los 80°C para que los ocupantes del vehículo no se quemen. Se necesitan unos 30 milisegundos aproximadamente para que la bolsa se llene completamente.
*Foto del interior de un airbag de volante. El iniciador está pintado de azul. Cuando recibe la señal eléctrica del módulo ACSM calienta el alambre (en forma de muelle) que se vé alrededor y debajo del iniciador. Este muelle en 2 ms se calienta hasta los 300°C y enciende las pastillas inferiores de azida de sodio (NaN3), lo que provoca la combustión de las pastillas laterales, también de azida de sodio. Estas reaccionan con los óxidos que hay debajo (de color gris oscuro) y generan nitrógeno y gases tóxicos que suben hacia arriba y atraviesan el filtro (cuadrado de color blanco). El filtro deja pasar el nitrógeno que hinchará la bolsa del airbag, pero retiene los vapores tóxicos.
En los airbags más antiguos había una mezcla de azida de sodio (NaN3, nitruro de sodio), nitrato de potasio (KNO3) y sílice (SiO2). El iniciador alcanza los 300°C y se inician una serie de reacciones químicas en las que el NaN3 se descompone en gas nitrógeno (N2) y metal sodio (Na). El sodio se combina con el KNO3 y libera más nitrógeno. El potasio (K) y el sodio (Na) restante se acaban combinando en K2O3Si y Na2O3Si, que tienen dos grandes ventajas: por un lado neutralizan la toxicidad del sodio, y por el otro son un polvo de silicato, lo que conocemos por polvo de talco, inofensivo, estable y muy útil para evitar que la tela del airbag se quede pegada.
Se utiliza KNO3 para sustituir parte del NaN3 porque el nitrato de potasio absorve mucha menos agua (la humedad del medio ambiente), lo que es muy importante porque así el NaN3 no pierde sensibilidad ni propiedades y se conserva mucho más tiempo sin fallos.
El ruido que produce el airbag cuando se activa es parecido a un disparo de pistola.
Una vez hinchada totalmente la bolsa del airbag, la presión del cuerpo del ocupante contra la bolsa hace que el gas empiece a disiparse lentamente por unos pequeños orificios en la tela (microperforada) situados en la parte trasera de la bolsa, permitiendo la movilidad de los ocupantes.
La bolsa de aire del airbag del volante (conductor) tiene un volumen de unos 70 litros y se llena en 30 ms.
La bolsa de aire del airbag del pasajero delantero tiene un volumen de unos 140 litros y se llena en 35 ms.
En los airbags de cortina se utilizan recipientes (botellas) rellenos de gas, con una mezcla formada por un 96% de argón y un 4% de helio, a una alta presión de 220 bar, y cerradas por una tapa.
En caso de activación, el iniciador mueve un pistón que abre o rompe la tapa del recipiente y deja escapar el gas del interior para hinchar la bolsa del airbag.
*Foto del recipiente de gas de un airbag de cortina.
En los airbags más modernos se emplean generadores de dos etapas. Siempre se encienden los dos, pero no a la vez. Primero se enciende uno y después el otro, y el tiempo de encendido entre los dos se acorta si el accidente es más grave, porque así la bolsa de aire se llena más rápido.
En el airbag del pasajero delantero y en los airbags laterales se utilizan airbags híbridos. Se llaman así porque emplean dos generadores diferentes de gas:
En caso de activación, primero se encienden las pastillas de azida de sodio y el gas que desprenden actua como carga propulsora y mueve el pistón que abre o rompe la tapa del recipiente y que deja escapar el gas del interior.
Así, al mezclar el gas provocado por la azida de sodio y el gas escapado del recipiente se consigue bajar la temperatura del gas resultante hasta los 56°C.
*Foto del generador híbrido. A la derecha, en azul, se vé el iniciador y, a los lados las pastillas de azida de sodio. En el centro y la izquierda se vé el recipiente del gas.
En los airbags laterales, llamados también airbags de tórax y que van montados en el lateral del asiento o en el revestimiento de la puerta, el proceso es muy parecido pero debido a la forma, a las arrugas y a la deformación para adaptarse y proteger mejor, se necesita que actúe y se hinche mucho más rápido. Por ejemplo, en el caso de una colisión lateral a una velocidad de aproximadamente 50 km/h, los generadores de los airbags laterales deberían encenderse en 7 ms y las bolsas de aire totalmente hinchadas y llenas en 22 ms.
Airbags frontales
En el caso de colisión frontal, los airbags frontales protejen la cabeza y el tórax del conductor y del pasajero delantero. El airbag del conductor está ubicado en el centro del volante y el airbag del pasajero delantero en el salpicadero.
El airbag de rodilla también es un airbag frontal y se describe en el siguiente apartado.
*Foto del airbag del conductor, ubicado en el centro del volante (8).
La bolsa de aire del airbag del volante (conductor) tiene un volumen de unos 70 litros y se llena en 30 ms.
La bolsa de aire del airbag del pasajero delantero tiene un volumen de unos 140 litros y se llena en 35 ms.
*Foto de los airbags frontales desplegados. A la izquierda el airbag del conductor ubicado en el centro del volante, y a la derecha el airbag del pasajero delantero ubicado en el salpicadero.
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag del conductor (70 litros).
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag del pasajero delantero (140 litros).
Airbag de rodilla
El caso de accidente, el airbag de rodilla proteje las rodillas del conductor y del pasajero delantero de los posibles golpes con la parte baja del salpicadero delantero, debajo del volante y la columna de dirección.
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag de rodilla.
Airbags laterales
En el caso de una colisión frontal hay toda una serie de estructuras deformables en el morro para desviar la fuerza del impacto y que no afecte a los pasajeros.
Pero en el caso de una colisión lateral hay menos estructuras de chapa deformables disponibles, y el impacto puede lesionar directamente a los pasajeros o hacer que se golpeen entre ellos y se lesionen mutuamente.
Las bolsas de aire laterales reducen el riesgo de lesiones a los pasajeros en el área pélvica, troncal y en la cabeza, en el caso de una colisión lateral.
*Foto de unos asientos deportivos. Aunque en la foto parezca que son el asiento derecho (2) y el asiento izquierdo (5), en realidad son dos vistas del mismo asiento. Lo que se ve en (5) es la espuma del asiento, y por eso tiene un hueco para el airbag, y en (2) la funda exterior que recubre la espuma, pudiendo ser textil o de piel. La funda es lo que se ve exteriormente del asiento. Cuando se dispara el airbag la funda se rompe. Se utiliza el mismo respaldo (2 espuma, 5 funda) tanto para el asiento izquierdo como para el derecho.
Justo al lado del número (5) se aprecia un hueco en la espuma, que en realidad está en los dos lados del asiento. Este hueco queda tapado por la funda exterior (2) y en él se aloja el airbag.
Si el coche tiene el volante a la izquierda (como en la UE), en el asiento izquierdo (del conductor) a cada lado hay un hueco en la espuma para el airbag. En el hueco del lado izquierdo (es decir al lado de la puerta izquierda), donde está marcado (2) y (5) hay el airbag lateral del asiento delantero izquierdo. En el lado contrario, en el hueco del lado derecho, en la parte más cercana al (9) y donde hay el apoyabrazos central, hay el airbag central que separa el conductor del pasajero delantero.
Mientras que en el asiento derecho, el del pasajero delantero, también hay a cada lado un hueco en la espuma para el airbag. En el lado izquierdo, donde está marcado (2) y (5) y hay el apoyabrazos central el hueco está vacio. En el lado derecho, en la parte más cercana al (9), es decir al lado de la puerta derecha, hay el airbag lateral de asiento delantero derecho.
*Foto de unos asientos de serie. Lo mismo que en la foto anterior, en realidad son dos vistas del mismo asiento. Lo que se ve en (4) es la espuma del asiento, y por eso tiene un hueco para el airbag, y en (1) la funda exterior que recubre la espuma, pudiendo ser textil o de piel. Hay los mismos huecos en la espuma a los dos lados del asiento para los airbags.
Airbag de cabeza o de cortina
En los airbags de cabeza hay que distinguir entre los primeros modelos (los antiguos de estructura tubular) y los actuales (de cortina).
Los primeros modelos de airbag de cabeza tenían una estructura tubular con forma de salsicha que se desplegaba desde el techo sobre las puertas delanteras.
Los modelos actuales llamados de cortina se extienden sobre toda la parte superior del lateral del vehículo, y se montan dentro del marco superior de las puertas o del techo desde el pilar A hasta el C. Se instala en el lado izquierdo y derecho del vehículo para protejer las cabezas de los pasajeros delanteros y traseros en el caso de vuelco o colisión lateral. Se despliega de forma conjunta con los airbags laterales.
*Foto de varios airbags desplegados en una colisión. Se puede ver el airbag de cortina o de cabeza (al fondo), el airbag frontal del volante (arriba a la derecha) y el aurbag de rodilla (abajo a la derecha).
En el caso de colisión lateral:
Para evitar que esto suceda, los vehículos equipan los airbags de cortina, también llamados de cabeza, que protejen a los pasajeros delanteros y traseros.
*Fotos de una colisión lateral. En el primer caso sin airbag la cabeza impacta con el cristal y lo rompe, y en el segundo caso el airbag de cortina proteje al conductor.
*Foto del airbag de cabeza plegado con código 9462720.
*Foto de la bolsa de aire hinchada y desplegada del airbag de cortina.
Airbags laterales traseros izquierdo y derecho
Los airbags laterales se instalan en las secciones laterales exteriores de los asientos, tanto en los delanteros como en los traseros. En algunos casos también pueden instalarse en las puertas. Protejen el tórax en caso de impacto lateral.
*Foto del airbag del asiento trasero izquierdo y derecho. Incluye el generador de gas (el recipiente) y la bolsa del airbag plegada. Se puede ver el kit de los airbags traseros izquierdo o derecho (1) y el conector de 2 pins (2).
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag lateral delantero.
Airbag central
El airbag central está disponible solo en los vehículos con el código de opción “230 / S230A / SA230 Equipamiento adicional específico para la Unión Europea”. Este airbag es obligatorio en la UE y todos los BMW vendidos en la Unión Europea incluyen de fábrica y de serie este código de opción con este airbag. En el caso de una colisión lateral proteje al conductor y el pasajero delantero evitando que choquen entre si y puedan golpearse la cabeza entre ellos.
Este airbag está instalado en el lateral del asiento del conductor, en el lateral más cercano al apoya brazos central y al asiento del pasajero delantero.
*Foto del airbag central desplegado para protejer los golpes en el hombro y la cabeza entre el conductor y el pasajero delantero en una colisión lateral.
*Foto de una fuerte colisión lateral. El impacto dispara el airbag de cortina, que proteje el tórax y la cabeza del conductor y el airbag central, para evitar golpes entre el conductor y el pasajero delantero.
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag central.
*Foto del airbag central. Incluye el generador de gas (el recipiente) y la bolsa del airbag plegada. Se puede ver el kit del airbag central (1) y el conector de 2 pins (2).
Bolsa de aire del airbag
La bolsa de aire del airbag está fabricada con un tejido de poliamida muy resistente, de larga duración y con un coeficiente de fricción muy bajo para que pueda desplegarse facilmente y que tenga un tacto más suave si contacta con la piel del ocupante.
La bolsa de aire lleva talco para protegerla y para evitar que se quede pegada, y por eso cuando se despliega se genera una nube blanca de talco.
Dentro de la bolsa de aire hay unas cintas interiores para que cuando se hinche tenga la forma deseada.
Hay dos maneras de plegar la bolsa de aire: la forma estándar y la forma en estrella (plegada por las puntas), que al desplegarse ocupa menos espacio y es una ventaja cuando el ocupante no está sentado en la posición correcta.
Sensores de los airbags
Como hemos comentado, el vehículo está equipado con varios sensores que detectan cuando se produce un accidente o colisión. Estos sensores se llaman “de aceleración” porque detectan tanto la aceleración como la desaceleración.
Cuando detectan una fuerte desaceleración (una frenada brusca) indican una colisión frontal. En cambio una aceleración súbita indica una colisión trasera. Y golpes fuertes pueden indicar una colisión lateral.
Los sensores de accidente y aceleración puede estar dentro de la unidad de control o distribuidos por el vehículo en la parte frontal, en los laterales y en la parte trasera. Los hay frontales, oblicuos, laterales y traseros, y los frontales siempre se montan de dos en dos, pero independientes.
Hay tres tipos de sensores:
Los sensores se activan en aceleraciones de entre 3G y 5G, es decir, entre 3 y 5 veces la fuerza de la gravedad.
En el modo de autodiagnosis, cuando arranca el vehículo, el sensor incorpora una resistencia que evita que se dispare el airbag cuando se realizan las comprobaciones.
Y para evitar activaciones erróneas, para que se activen los airbags siempre tienen que informar de la colisión como mínimo dos sensores independientes.
Cuando un sensor detecta un accidente informa al Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM) y este ordena al airbag o airbags que se desplieguen, es decir que hinchen las bolsas de aire.
*Foto de los sensores para los airbags.
Sensor frontal de los airbags delanteros
El sensor frontal central de los airbag delanteros funciona conjuntamente con los sensores frontales izquierdo y derecho para detectar colisiones frontales y oblicuas frontales. Cuando detectan un posible accidente, envían una señal al módulo ACSM y este procesa toda la infornación, incluida la aceleración longitudinal
El sensor frontal central del airbag ayuda a centrar donde ha sido la colisión y a decidir que airbags hay que activar.
*Foto del sensor de colisión frontal delantero central para los airbags frontales (1), conector de 2 pins (2).
Detección de ocupación de asientos
Solo se activa el airbag si el asiento está ocupado. Si no está ocupado no se dispara el airbag. Por tanto, se necesita saber si un asiento está ocupado y, para saberlo, se puede saber de varias maneras:
Si un asiento esta libre, no se activa el airbag, ni el pretensor del asiento ni el reposacabezas activo.
Cinturones de seguridad
Los cinturones de seguridad son el principal elemento de retención en caso de accidente, por lo que el ocupante debe estar sentado correctamente y con el cinturón de seguridad puesto y abrochado. En caso contrario no funcionará correctamente.
El pretensor (que se explica en el siguiente apartado) sirve para tensar el cinturón de seguridas en la zona de la pelvis, evitar la excesiva presión en el tórax y reducir el riesgo de que el ocupante se deslice hacia abajo del cinturón.
Hay cuatro tipos diferentes de cinturones de seguridad:
*Foto de los cinturones de seguridad delanteros (1). Se puede ver el pretensor (5), la parte oculta del cinturón (1, entre el pretensor y la anilla de salida, arriba de todo), la hebilla (a la izquierda del 1) que se introduce en el cierre (2), y el punto de anclaje (6) atornillado entre el pilar B y el asiento. Los demás números son diferentes tipos de tornillos.
*Foto de los cinturones de seguridad traseros. Se pueden ver los cinturones traseros izquierdo (1) y derecho (1), con el pretensor (6 superior derecho), el anclaje (6 inferior derecho), y la hebilla (encima del 6 inferior derecho). También se puede ver el cinturón trasero central (2) con su pretensor (6 izquierdo) y los cierres del cinturón trasero izquierdo (3) y derecho (3) y central (4). En ellos es donde se introduce la hebilla. El (5) es el alargo del cierre del cinturón central visto desde el otro lado, y el (7) tornillos.
Pretensor del cinturón de seguridad
El pretensor o tensor del cinturón de seguridad tiene la función de evitar que el cinturón quede flojo, que no retenga al ocupante, que el ocupante se deslice hacia abajo o que salga volando en caso de accidente. Esto puede pasar si se lleva ropa muy amplia, o por sentarse incorrectamente.
Se llama pretensor porque actúa en los primeros instantes de un accidente, pero en realidad es un tensor que estira del cinturón. Los hay de dos tipos:
Para evitar demasiada presión en el pecho del ocupante, también se instala un limitador de potencia automático y adaptativo en los cinturones de seguridad delanteros. Cuando se detecta un accidente y, mientras los airbags se activan pero no se hinchan del todo, los cinturones se tensan y aprietan el máximo. Cuando el airbag está totalmente desplegado y el vehículo parado, entonces los cinturones se destensan y aprietan lo mínimo.
Otras actuaciones de seguridad
La unidad de control Plataforma central básica (BCP) controla la iluminación interior y exterior del vehículo. En caso de accidente la BCP enciende automáticamente las luces interiores y las luces exteriores de advertencia.
En el caso de que al arrancar el vehículo un cinturón no esté abrochado, el sensor avisa al módulo ACSM, y este informa al cuadro de instrumentos (KOMBI) y a la unidad principal HU-H, quienes emiten una señal acústica de advertencia y una luz de alarma en la pantalla del conductor (unidad de interacción MINI).
Si la ACSM considera que el accidente es grave, el módulo ACSM envía una señal a la Caja de comunicación telemática (TCB, el módulo de la eCall) y esta hace una llamada de emergencia.
En la llamada de emergencia se transmite la ubicación del vehículo al servidor de BMW, donde se almacena, y BMW informa a los servicios de emergencia para iniciar el rescate.
Módulo de seguridad contra accidentes avanzado (ACSM)
El vehículo está equipado con un módulo que se encarga de procesar toda la información de los sensores y tomar decisiones. Este módulo se llama Módulo de seguridad contra accidentes avanzado, ACSM para simplificar y Advanced Crash Safety Module en inglés.
Los BMW actuales equipan la sexta generación de este módulo, el ACSM6.
En caso de un accidente, el Módulo de seguridad contra accidentes avanzado (ACSM) determina que airbags hay que activar y qué generadores de gas deben encenderse. Una vez determinados, envía una corriente eléctrica que activa la pirotecnia en el generador de gas, es decir, calienta la azida de sodio para que se transforme en gas, o abre la tapa del recipiente donde está el gas comprimido, o hace las dos cosas, y el gas fluye hacia fuera e hincha la bolsa de aire del airbag.
Cuando se arranca el coche se enciende en la pantalla del conductor la luz del airbag y el módulo de seguridad contra accidentes (ACSM) realiza un testeo de todos los sistemas de seguridad. Si todo esta listo para funcionar y sin fallos, la luz del airbag se apaga a los 3 ó 5 segundos.
Todos los sensores internos y externos de los sistemas de seguridad y los generadores de gas de los airbags están directamente conectados al módulo ACSM.
El módulo ACSM evalúa constantemente los datos de aceleración longitudinal y lateral de los sensores y, en caso de accidente, determina la dirección del impacto y la gravedad.
Previamente se realizan pruebas y simulaciones exhaustivas para establecer umbrales de activación para todo tipo de accidentes, lo que establece diferentes umbrales de disparo de los diversos sistemas de seguridad (airbags, tensores del cinturón de seguridad, etc.).
En caso de accidente, el módulo ACSM compara los datos suministrados por los sensores con los datos de umbrales que tiene almacenados y determina si se requiere activar algún sistema y qué generadores de gas (tensor de cinturón, bolsas de aire de los airbags, etc.) deben encenderse.
El ACSM activa los sistemas de seguridad solo cuando 2 sensores independientes detectan el umbral correspondiente.
El módulo de seguridad ACSM también corta el sistema de alta tensión y activa la batería de seguridad (si el coche la equipa).
Tal como hemos comentado, en caso de accidente el módulo ACSM activa los sistemas de seguridad y avisa a las otras unidades de control del vehículo para que ejecuten varias funciones según la gravedad del accidente.
Por ejemplo, la Plataforma central básica (BCP) enciende las luces interiores y las luces de advertencia de peligro. La Caja de comunicación telemática (TCB) realiza una llamada de emergencia y transmite la ubicación del vehículo. La batería de alta tensión y los motores eléctricos se desconectan y apagan (si el vehículo está equipado de ellos).
Cuando se activan los sistemas de seguridad, toda la telemetría se almacena en la memoria de datos de solo lectura (no borrable) del Módulo de Seguridad de accidentes avanzada (ACSM). Por telemetría se entiende la posición y todas las mediciones anteriores al accidente, como las aceleraciones y desaceleraciones anteriores, los frenazos, los cambios de dirección, la velocidad, etc. Todos estos datos son relevantes para la investigación del accidente y son obligatorios según la ley (ell conductor y el concesionario no tienen acceso a estos datos).
El espacio de almacenamiento de datos en el ACSM es limitado y cuando está lleno se enciende en la pantalla del conductor la luz de advertencia del airbag. Entonces, el módulo ACSM debe cambiarse por uno nuevo. Esto sucede a las 3 señales de accidente.
En el caso de que algún cinturón de seguridad no este abrochado se detecta por separado y si el airbag del pasajero delantero está desactivado también.
El módulo de seguridad ACSM tiene un condensador instalado, que funciona como una mini batería. Si en caso de accidente el suministro de tensión se interrumpe, este condensador actúa como una reserva de energía para el Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM). Así tiene tiempo de seguir funcionando, dar órdenes y almacenar datos durante unos segundos antes de que se apague por falta de energía.
*Foto del Módulo de seguridad contra accidentes (1) de sexta generación (ACSM6), conexión de 181 pins (2) y de 25 pins (3). Parece poca cosa, pero dentro lleva un microprocesador para procesar toda la información recibida de los sensores, compararla con la que tiene alnacenada, tomar decisiones y ordenar a los diferentes componentes que actúen. También tiene una memoria para almacenar la telemetría de los accidentes.
Proveedores
No hemos analizado todos los modelos actuales de BMW, pero en los que hemos estudiado hemos visto que:
En el siguiente post hay fotos de los diferentes componentes.
Saludos.
Edito PDF: La seguridad y los airbags de los BMW actuales.pdf 700 KB
Lo que aquí contamos es válido para todos los BMW actuales aunque salgan las fotos de algunos modelos concretos o de otros fabricantes.
Todos los BMW actuales utilizan la 6a versión o generación de la plataforma de seguridad pasiva y del Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM6), aunque dependiendo del modelo y de la versión de coche puede variar el número de airbags y de sensores.
Además, dependiendo del vehículo y del modelo puede añadir el sistema de seguridad preventiva para ocupantes “Active Protection”, que de acuerdo con el Radar frontal (FRS), la Cámara de conduccción autónoma de corto alcance (ADCAML), el Sensor de lluvia y solar, el Control Dinámico de Estabilidad (DSC) y la Dirección asistida electrónica (EPS), activa medidas de protección para los ocupantes cuando detecta que puede haber un accidente imminente.
Seguridad pasiva
La seguridad pasiva incluye todos los elementos necesarios para proteger a los ocupantes en caso de accidente, entre ellos hasta 11 airbags y hasta 10 sensores.
- Airbag del conductor, ubicado en el centro del volante. Proteje el pecho.
- Airbag del acompañante o pasajero delantero, ubicado en el tablero, encima de la guantera. Proteje el pecho.
- Airbag de cabeza izquierdo, también llamado de cortina. Va del pilar A al C siguiendo el marco superior de las puertas. Proteje las cabezas de los pasajeros delanteros y traseros.
- Airbag de cabeza derecho, también llamado de cortina. Igual que el anterior pero en el lado derecho.
- Airbag lateral del asiento delantero izquierdo. Proteje al conductor en caso de colisión lateral.
- Airbag lateral del asiento delantero derecho. Proteje al acompañante o pasajero delantero en caso de colisión lateral.
- Airbag central. Solo disponible en los vehículos con el código de opción “230 / S230A / SA230 Equipamiento adicional específico para la Unión Europea”. Este airbag es obligatorio en la UE y todos los BMW vendidos en la Unión Europea incluyen de fábrica y de serie este código de opción. En el caso de una colisión lateral proteje al conductor y el pasajero delantero evitando que choquen entre si y puedan golpearse la cabeza entre ellos.
- Airbag para las rodillas delantero izquierdo. Proteje las rodillas del conductor.
- Airbag para las rodillas delantero derecho. Proteje las rodillas del acompañante o pasajero delantero.
- Airbag lateral del asiento trasero izquierdo. Proteje al pasajero trasero en caso de colisión lateral.
- Airbag lateral del asiento trasero derecho. Proteje al pasajero trasero en caso de colisión lateral.
*Foto de los airbags de un X3. Al fondo se ve el airbag de cabeza o de cortina. Este coche es con volante a la derecha (Reino Unido). A la izquierda al fondo se ve el airbag redondo del volante del conductor. Un poco más adelante, el airbag mucho más grande del pasajero delantero. Debajo el airbag de rodilla. En los cuatro asientos se ven los airbags laterales. En esta foto no hay airbag central entre los dos asientos delanteros (obligatorio en la UE, opción SA230).
*Foto de los airbags de un vehículo antiguo ya que no los tiene todos. Este coche es con volante a la izquierda (Unión Europea). Se ven al fondo el airbag de cabeza o de cortina, los 4 airbags laterales, a la derecha el airbag redondo del volante del conductor, y más abajo el airbag mayor del acompañante (pasajero delantero). Este coche, un modelo antiguo, no tiene airbags de rodilla ni el airbag central entre los dos asientos delanteros (obligatorio en la UE, opción SA230).
Aparte de los airbags también hay hasta 10 sensores diferentes de los airbags.
- Nuevo sensor frontal del airbag izquierdo.
- Nuevo sensor frontal del airbag derecho.
- Nuevo sensor frontal del airbag delantero central necesario para una detección de impacto más precisa, sobretodo en los vehículos eléctricos sin motor de combustión.
- Nuevo sensor trasero del airbag central para una mejor detección de impactos en la parte trasera.
- Sensor del airbag de la puerta delantera izquierda.
- Sensor del airbag de la puerta delantera derecha.
- Sensor del airbag del pilar B izquierdo.
- Sensor del airbag del pilar B derecho.
- Sensor del airbag lateral trasero izquierdo.
- Sensor del airbag lateral trasero derecho.
Cuando decimos “nuevo” entendemos que no estaba presente en la 5a versión o generación de la plataforma de seguridad pasiva, que el sensor se ha rediseñado totalmente, y el módulo de seguridad contra accidentes (ACSM) son un modelo nuevo, diferente del modelo de la generación anterior, y con más funciones.
Seguridad preventiva
La seguridad preventiva activa medidas de protección para los ocupantes cuando detecta que puede haber un accidente, desde las medidas más básicas dependiendo del vehículo y modelo (ver SRS) hasta un sistema de seguridad completo llamado “Active Protection”.
En caso de detectar la posibilidad de que haya un accidente, realiza las siguientes medidas de protección para los ocupantes:
- Se activan los sistemas de airbag.
- Se tensan los cinturones de seguridad.
- Se desbloquean las puertas y el sistema de bloqueo central.
- Se suben los cristales de las ventanas, pero dejando un pequeño espacio en la parte superior.
- Se cierra el techo corredizo.
- Se encienden las luces interiores.
- Se desactiva el sistema de alta tensión.
- Se activa el freno automático o de mano después del impacto.
- Se testea la ocupación del asiento del acompañante o pasajero delantero.
- Se testea si el airbag del asiento del pasajero delantero está activado o desactivado. No en USA porque allí no se puede desactivar este airbag.
- Se activa el Centro de función del techo (FZD), es decir se pone en marcha para que después de la colisión se realice de forma automatizada una llamada de emergencia eCall, según normativa de la Unión Europea.
Además, se testean los contactos de las hebillas de los cinturones de seguridad (para saber si están abrochados o no), y se activan los pretensores de los 5 cinturones (tensando el cinturón para fijar el pasajero en el asiento y que no salga despedido cuando se produce la colisión).
Los airbags necesitan un generador de gas para hincharse y abrir la tapa que los proteje y esconde, por lo que hay un generador para cada airbag. Según el airbag, hay dos tipos de generadores de gas: el gaseoso y el sólido.
- El generador gaseoso es un recipiente (botella) con gas en su interior a muy alta presión que, en caso de colisión y a petición del Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM), suelta el gas para hinchar el airbag.
- El generador sólido contiene unas pastillas de azida de sodio que, en caso de colisión y a petición del ACSM se calientan y emiten un gas para hinchar el airbag.
Además, puede haber en los cinturones de seguridad limitadores de fuerza para evitar lesionar a los ocupantes en caso de aplicar excesiva fuerza de retención. En principio hay uno en el cinturón del conductor y otro en el del pasajero delantero.
Por último hay un elemento muy importante que ya hemos comentado y que se encarga de gestionar todos los sensores, airbags, tensores, generadores, etc. Se llama Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM) y lo explicaremos más adelante.
*Foto de la ubicación de los diferentes airbags. Algunos de ellos estan presentes en los dos lados del vehículo pero solo se dibujan en un lado para facilitar la comprensión.
| Núm. | Airbag |
| 1 | Airbag del acompañante o pasajero delantero, ubicado en el tablero o salpicadero, encima de la guantera |
| 1 | Airbag del conductor. No está dibujado pero se ubica en el centro del volante |
| 3 | Airbag de cabeza izquierdo. Va del pilar A al C siguiendo el marco superior de las puertas |
| 3 | Airbag de cabeza derecho. No está dibujado, es igual que el del lado izquierdo pero ubicado en el lado derecho |
| 5 | Airbag lateral del asiento delantero izquierdo |
| 5 | Airbag lateral del asiento delantero derecho. No está dibujado, es igual que el del lado izquierdo pero ubicado en el lado derecho |
| 6 | Airbag central. Solo disponible en los vehículos con el código de opción “230 / S230A / SA230 Equipamiento adicional específico para la Unión Europea” |
| 8 | Airbag para las rodillas delantero izquierdo |
| 8 | Airbag para las rodillas delantero derecho. No está dibujado, es igual que el del lado izquierdo pero ubicado en el lado derecho |
| 9 | Airbag lateral del asiento trasero izquierdo |
| 9 | Airbag lateral del asiento trasero derecho. No está dibujado, es igual que el del lado izquierdo pero ubicado en el lado derecho |
| 2 | Tornillos de cabeza cilíndrica (6 unidades) |
| 4 | Tornillos de cabeza cilíndrica (10 unidades) |
| 7 | Tuerca hexagonal (5 unidades) |
El SRS
El Supplemental Restraint System (SRS, Sistema de Retención Suplementaria) es un sistema de seguridad pasiva diseñado para funcionar junto con los cinturones de seguridad, activando los airbags y los pretensores de los cinturones en una colisión.
El SRS es el sistema que agrupa todos los sensores, airbags, cinturones, unidades de control, etc., que equipa un vehículo para mejorar su seguridad, pensado para reducir la gravedad de las lesiones al desplegar los airbags y su efectividad depende del uso correcto del cinturón de seguridad.
Al arrancar el vehículo se enciende la luz SRS durante unos segundos mientras hace el autodiagnosis o chequeo, pero si la luz SRS se enciende o parpadea mientras se conduce es para indicar una posible avería en el sistema de seguridad y requiere pasar una revisión en un taller.
¿Como funciona un airbag?
Los airbags están diseñados para complementar los cinturones de seguridad, pero no para sustituirlos. El cinturón de seguridad ayuda a mantener el pasajero en su sitio y en la posición correcta, para que el airbag sea lo más efectivo posible.
Se estima que, caso de impacto frontal, el uso del airbag reduce un 30% el riesgo de muerte.
En caso de accidente, el Módulo de seguridad contra accidentes avanzado (ACSM) envía una señal eléctrica con una intensidad de entre 1 a 3 Amperios al airbag para que se hinche. El iniciador recibe esta señal y calienta un hilo eléctrico (o alambre) que en menos de 2 ms alcanza los 300°C y enciende el material combustible que lo rodea, unas pastillas de “azida de sodio” (NaN3, nitruro sódico) que se utilizan como material pirotécnico.
La “azida” es un sólido incoloro que combustiona a 700°C y reacciona con un oxidante (óxido de cobre o de hierro). Fruto de la reacción química se genera gran cantidad de gas nitrógeno, pero también vapores muy tóxicos (por el sodio, Na), todo a una presión de 120 bars para hinchar la bolsa del airbag.
En el airbag de conductor hay entre 50 y 80 gramos de azida (NaN3), y en el airbag del pasajero delantero unos 250 gramos, porque es el doble de grande y se llena más o menos en el mismo tiempo.
Antes de hinchar la bolsa, los gases pasan por un filtro que retiene la parte tóxica y solo deja pasar el nitrógeno, que sale a unos 300 km/h. Además, el filtro enfría el nitrógeno hasta los 80°C para que los ocupantes del vehículo no se quemen. Se necesitan unos 30 milisegundos aproximadamente para que la bolsa se llene completamente.
*Foto del interior de un airbag de volante. El iniciador está pintado de azul. Cuando recibe la señal eléctrica del módulo ACSM calienta el alambre (en forma de muelle) que se vé alrededor y debajo del iniciador. Este muelle en 2 ms se calienta hasta los 300°C y enciende las pastillas inferiores de azida de sodio (NaN3), lo que provoca la combustión de las pastillas laterales, también de azida de sodio. Estas reaccionan con los óxidos que hay debajo (de color gris oscuro) y generan nitrógeno y gases tóxicos que suben hacia arriba y atraviesan el filtro (cuadrado de color blanco). El filtro deja pasar el nitrógeno que hinchará la bolsa del airbag, pero retiene los vapores tóxicos.
En los airbags más antiguos había una mezcla de azida de sodio (NaN3, nitruro de sodio), nitrato de potasio (KNO3) y sílice (SiO2). El iniciador alcanza los 300°C y se inician una serie de reacciones químicas en las que el NaN3 se descompone en gas nitrógeno (N2) y metal sodio (Na). El sodio se combina con el KNO3 y libera más nitrógeno. El potasio (K) y el sodio (Na) restante se acaban combinando en K2O3Si y Na2O3Si, que tienen dos grandes ventajas: por un lado neutralizan la toxicidad del sodio, y por el otro son un polvo de silicato, lo que conocemos por polvo de talco, inofensivo, estable y muy útil para evitar que la tela del airbag se quede pegada.
Se utiliza KNO3 para sustituir parte del NaN3 porque el nitrato de potasio absorve mucha menos agua (la humedad del medio ambiente), lo que es muy importante porque así el NaN3 no pierde sensibilidad ni propiedades y se conserva mucho más tiempo sin fallos.
El ruido que produce el airbag cuando se activa es parecido a un disparo de pistola.
Una vez hinchada totalmente la bolsa del airbag, la presión del cuerpo del ocupante contra la bolsa hace que el gas empiece a disiparse lentamente por unos pequeños orificios en la tela (microperforada) situados en la parte trasera de la bolsa, permitiendo la movilidad de los ocupantes.
La bolsa de aire del airbag del volante (conductor) tiene un volumen de unos 70 litros y se llena en 30 ms.
La bolsa de aire del airbag del pasajero delantero tiene un volumen de unos 140 litros y se llena en 35 ms.
En los airbags de cortina se utilizan recipientes (botellas) rellenos de gas, con una mezcla formada por un 96% de argón y un 4% de helio, a una alta presión de 220 bar, y cerradas por una tapa.
En caso de activación, el iniciador mueve un pistón que abre o rompe la tapa del recipiente y deja escapar el gas del interior para hinchar la bolsa del airbag.
*Foto del recipiente de gas de un airbag de cortina.
En los airbags más modernos se emplean generadores de dos etapas. Siempre se encienden los dos, pero no a la vez. Primero se enciende uno y después el otro, y el tiempo de encendido entre los dos se acorta si el accidente es más grave, porque así la bolsa de aire se llena más rápido.
En el airbag del pasajero delantero y en los airbags laterales se utilizan airbags híbridos. Se llaman así porque emplean dos generadores diferentes de gas:
- Un generador de pastillas de azida.
- Un generador de recipiente de gas.
En caso de activación, primero se encienden las pastillas de azida de sodio y el gas que desprenden actua como carga propulsora y mueve el pistón que abre o rompe la tapa del recipiente y que deja escapar el gas del interior.
Así, al mezclar el gas provocado por la azida de sodio y el gas escapado del recipiente se consigue bajar la temperatura del gas resultante hasta los 56°C.
*Foto del generador híbrido. A la derecha, en azul, se vé el iniciador y, a los lados las pastillas de azida de sodio. En el centro y la izquierda se vé el recipiente del gas.
En los airbags laterales, llamados también airbags de tórax y que van montados en el lateral del asiento o en el revestimiento de la puerta, el proceso es muy parecido pero debido a la forma, a las arrugas y a la deformación para adaptarse y proteger mejor, se necesita que actúe y se hinche mucho más rápido. Por ejemplo, en el caso de una colisión lateral a una velocidad de aproximadamente 50 km/h, los generadores de los airbags laterales deberían encenderse en 7 ms y las bolsas de aire totalmente hinchadas y llenas en 22 ms.
Airbags frontales
En el caso de colisión frontal, los airbags frontales protejen la cabeza y el tórax del conductor y del pasajero delantero. El airbag del conductor está ubicado en el centro del volante y el airbag del pasajero delantero en el salpicadero.
El airbag de rodilla también es un airbag frontal y se describe en el siguiente apartado.
*Foto del airbag del conductor, ubicado en el centro del volante (8).
La bolsa de aire del airbag del volante (conductor) tiene un volumen de unos 70 litros y se llena en 30 ms.
La bolsa de aire del airbag del pasajero delantero tiene un volumen de unos 140 litros y se llena en 35 ms.
*Foto de los airbags frontales desplegados. A la izquierda el airbag del conductor ubicado en el centro del volante, y a la derecha el airbag del pasajero delantero ubicado en el salpicadero.
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag del conductor (70 litros).
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag del pasajero delantero (140 litros).
Airbag de rodilla
El caso de accidente, el airbag de rodilla proteje las rodillas del conductor y del pasajero delantero de los posibles golpes con la parte baja del salpicadero delantero, debajo del volante y la columna de dirección.
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag de rodilla.
Airbags laterales
En el caso de una colisión frontal hay toda una serie de estructuras deformables en el morro para desviar la fuerza del impacto y que no afecte a los pasajeros.
Pero en el caso de una colisión lateral hay menos estructuras de chapa deformables disponibles, y el impacto puede lesionar directamente a los pasajeros o hacer que se golpeen entre ellos y se lesionen mutuamente.
Las bolsas de aire laterales reducen el riesgo de lesiones a los pasajeros en el área pélvica, troncal y en la cabeza, en el caso de una colisión lateral.
*Foto de unos asientos deportivos. Aunque en la foto parezca que son el asiento derecho (2) y el asiento izquierdo (5), en realidad son dos vistas del mismo asiento. Lo que se ve en (5) es la espuma del asiento, y por eso tiene un hueco para el airbag, y en (2) la funda exterior que recubre la espuma, pudiendo ser textil o de piel. La funda es lo que se ve exteriormente del asiento. Cuando se dispara el airbag la funda se rompe. Se utiliza el mismo respaldo (2 espuma, 5 funda) tanto para el asiento izquierdo como para el derecho.
Justo al lado del número (5) se aprecia un hueco en la espuma, que en realidad está en los dos lados del asiento. Este hueco queda tapado por la funda exterior (2) y en él se aloja el airbag.
Si el coche tiene el volante a la izquierda (como en la UE), en el asiento izquierdo (del conductor) a cada lado hay un hueco en la espuma para el airbag. En el hueco del lado izquierdo (es decir al lado de la puerta izquierda), donde está marcado (2) y (5) hay el airbag lateral del asiento delantero izquierdo. En el lado contrario, en el hueco del lado derecho, en la parte más cercana al (9) y donde hay el apoyabrazos central, hay el airbag central que separa el conductor del pasajero delantero.
Mientras que en el asiento derecho, el del pasajero delantero, también hay a cada lado un hueco en la espuma para el airbag. En el lado izquierdo, donde está marcado (2) y (5) y hay el apoyabrazos central el hueco está vacio. En el lado derecho, en la parte más cercana al (9), es decir al lado de la puerta derecha, hay el airbag lateral de asiento delantero derecho.
*Foto de unos asientos de serie. Lo mismo que en la foto anterior, en realidad son dos vistas del mismo asiento. Lo que se ve en (4) es la espuma del asiento, y por eso tiene un hueco para el airbag, y en (1) la funda exterior que recubre la espuma, pudiendo ser textil o de piel. Hay los mismos huecos en la espuma a los dos lados del asiento para los airbags.
Airbag de cabeza o de cortina
En los airbags de cabeza hay que distinguir entre los primeros modelos (los antiguos de estructura tubular) y los actuales (de cortina).
Los primeros modelos de airbag de cabeza tenían una estructura tubular con forma de salsicha que se desplegaba desde el techo sobre las puertas delanteras.
Los modelos actuales llamados de cortina se extienden sobre toda la parte superior del lateral del vehículo, y se montan dentro del marco superior de las puertas o del techo desde el pilar A hasta el C. Se instala en el lado izquierdo y derecho del vehículo para protejer las cabezas de los pasajeros delanteros y traseros en el caso de vuelco o colisión lateral. Se despliega de forma conjunta con los airbags laterales.
*Foto de varios airbags desplegados en una colisión. Se puede ver el airbag de cortina o de cabeza (al fondo), el airbag frontal del volante (arriba a la derecha) y el aurbag de rodilla (abajo a la derecha).
En el caso de colisión lateral:
- Si el impacto es por el lado más cercano al conductor, el impacto puede romper el cristal de la ventana más cercana y los fragmentos lanzados lesionar la cabeza del conductor.
- Si el impacto es por el lado más lejano del conductor, la cabeza del conductor puede desplazarse hacia el cristal de la ventana, romperlo y lesionarse.
Para evitar que esto suceda, los vehículos equipan los airbags de cortina, también llamados de cabeza, que protejen a los pasajeros delanteros y traseros.
*Fotos de una colisión lateral. En el primer caso sin airbag la cabeza impacta con el cristal y lo rompe, y en el segundo caso el airbag de cortina proteje al conductor.
*Foto del airbag de cabeza plegado con código 9462720.
*Foto de la bolsa de aire hinchada y desplegada del airbag de cortina.
Airbags laterales traseros izquierdo y derecho
Los airbags laterales se instalan en las secciones laterales exteriores de los asientos, tanto en los delanteros como en los traseros. En algunos casos también pueden instalarse en las puertas. Protejen el tórax en caso de impacto lateral.
*Foto del airbag del asiento trasero izquierdo y derecho. Incluye el generador de gas (el recipiente) y la bolsa del airbag plegada. Se puede ver el kit de los airbags traseros izquierdo o derecho (1) y el conector de 2 pins (2).
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag lateral delantero.
Airbag central
El airbag central está disponible solo en los vehículos con el código de opción “230 / S230A / SA230 Equipamiento adicional específico para la Unión Europea”. Este airbag es obligatorio en la UE y todos los BMW vendidos en la Unión Europea incluyen de fábrica y de serie este código de opción con este airbag. En el caso de una colisión lateral proteje al conductor y el pasajero delantero evitando que choquen entre si y puedan golpearse la cabeza entre ellos.
Este airbag está instalado en el lateral del asiento del conductor, en el lateral más cercano al apoya brazos central y al asiento del pasajero delantero.
*Foto del airbag central desplegado para protejer los golpes en el hombro y la cabeza entre el conductor y el pasajero delantero en una colisión lateral.
*Foto de una fuerte colisión lateral. El impacto dispara el airbag de cortina, que proteje el tórax y la cabeza del conductor y el airbag central, para evitar golpes entre el conductor y el pasajero delantero.
*Foto de la bolsa de aire hinchada del airbag central.
*Foto del airbag central. Incluye el generador de gas (el recipiente) y la bolsa del airbag plegada. Se puede ver el kit del airbag central (1) y el conector de 2 pins (2).
Bolsa de aire del airbag
La bolsa de aire del airbag está fabricada con un tejido de poliamida muy resistente, de larga duración y con un coeficiente de fricción muy bajo para que pueda desplegarse facilmente y que tenga un tacto más suave si contacta con la piel del ocupante.
La bolsa de aire lleva talco para protegerla y para evitar que se quede pegada, y por eso cuando se despliega se genera una nube blanca de talco.
Dentro de la bolsa de aire hay unas cintas interiores para que cuando se hinche tenga la forma deseada.
Hay dos maneras de plegar la bolsa de aire: la forma estándar y la forma en estrella (plegada por las puntas), que al desplegarse ocupa menos espacio y es una ventaja cuando el ocupante no está sentado en la posición correcta.
Sensores de los airbags
Como hemos comentado, el vehículo está equipado con varios sensores que detectan cuando se produce un accidente o colisión. Estos sensores se llaman “de aceleración” porque detectan tanto la aceleración como la desaceleración.
Cuando detectan una fuerte desaceleración (una frenada brusca) indican una colisión frontal. En cambio una aceleración súbita indica una colisión trasera. Y golpes fuertes pueden indicar una colisión lateral.
Los sensores de accidente y aceleración puede estar dentro de la unidad de control o distribuidos por el vehículo en la parte frontal, en los laterales y en la parte trasera. Los hay frontales, oblicuos, laterales y traseros, y los frontales siempre se montan de dos en dos, pero independientes.
Hay tres tipos de sensores:
- Los más habituales son los sensores de aceleración. Son sensores que tienen en su interior un muelle con un peso colgando. Alrededor del peso hay un anillo de cobre, pero el peso y el anillo no se tocan. Cuando se aplica una fuerte fuerza debido a un accidente o colisión, el peso toca el anillo de cobre y cierra el circuito eléctrico, lo que permite pasar una corriente eléctrica que llega hasta la unidad de control y, según la posición donde se han tocado, la unidad de control sabe en que dirección ha sido la colisión. Hay sensores de 2 posiciones y de 4 posiciones. Los de 2 posiciones pueden detectar impactos por delante y por detrás, o por la izquierda y por la derecha. Los sensores de 4 posiciones pueden detectar impactos por delante y por detrás y además por la izquierda y por la derecha.
- Otro tipo de sensores son los de movimiento de silicio. En el interior del sensor hay una pastilla de silicio que se puede mover. Si se aplica una fuerza, el silicio se mueve y, dependiendo de la posición deja pasar más o menos corriente eléctrica. Según la corriente que llega a la unidad de control, esta sabe en que dirección ha sido la colisión.
- Y por último hay los sensores de presión en las puertas, que detectan un cambio de presión dentro de ellas, por lo que es muy importante tenerlo en cuanta a la hora de desmontar y volver a montar las puertas. Las láminas de aislamiento deben colocarse correctamente, y los sensores en la dirección correcta, pues en caso de accidente el sensor podría fallar y no funcionar correctamente.
Los sensores se activan en aceleraciones de entre 3G y 5G, es decir, entre 3 y 5 veces la fuerza de la gravedad.
En el modo de autodiagnosis, cuando arranca el vehículo, el sensor incorpora una resistencia que evita que se dispare el airbag cuando se realizan las comprobaciones.
Y para evitar activaciones erróneas, para que se activen los airbags siempre tienen que informar de la colisión como mínimo dos sensores independientes.
Cuando un sensor detecta un accidente informa al Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM) y este ordena al airbag o airbags que se desplieguen, es decir que hinchen las bolsas de aire.
*Foto de los sensores para los airbags.
| Núm. | Componente |
| 01 | Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM) |
| 03 | Sensor de protección para peatones (PTS) solo para vehículos con el código “SA8TF Protección activa para peatones” |
| 04 | Sensor de colisión frontal (para los airbags frontales) |
| 05 | Sensor de colisión lateral izquierdo y derecho (para los airbags de los laterales de los asientos delanteros izquierdo y derecho) |
| 06 | Sensor de colisión lateral en la puerta delantera izquierda y derecha (para los airbags de cortina) |
| 07 | Sensor de colisión oblicua delantera izquierdo y derecho (para los airbags de rodilla, frontal y de cortina) |
| 08 | Sensor de asiento ocupado del asiento del pasajero delantero (alternativa) |
| 09 | Sensor de colisión trasera |
| 10 | Sensor de colisión oblicua trasera izquierdo y derecho (para los airbags de cortina) |
| 13 | Sensor de asiento ocupado del asiento del pasajero delantero |
| 14 | Sensor de asiento ocupado del asiento trasero exterior izquierdo y derecho, solo disponible en los vehículos con el código de opción “230 / S230A / SA230 Equipamiento adicional específico para la Unión Europea” |
| 15 | Sensor de asiento ocupado del asiento trasero central |
| 16 | Sensor de cinturón abrochado del asiento delantero izquierdo y derecho |
| 17 | Sensor de posición del asiento delantero izquierdo y derecho |
| 02 | Tuerca hexagonal (3 unidades) |
| 11 | Tornillo de cabeza plana (5 unidades) |
| 12 | C-Clip tuerca (1 unidad) |
Sensor frontal de los airbags delanteros
El sensor frontal central de los airbag delanteros funciona conjuntamente con los sensores frontales izquierdo y derecho para detectar colisiones frontales y oblicuas frontales. Cuando detectan un posible accidente, envían una señal al módulo ACSM y este procesa toda la infornación, incluida la aceleración longitudinal
El sensor frontal central del airbag ayuda a centrar donde ha sido la colisión y a decidir que airbags hay que activar.
*Foto del sensor de colisión frontal delantero central para los airbags frontales (1), conector de 2 pins (2).
Detección de ocupación de asientos
Solo se activa el airbag si el asiento está ocupado. Si no está ocupado no se dispara el airbag. Por tanto, se necesita saber si un asiento está ocupado y, para saberlo, se puede saber de varias maneras:
- Utilizando unas alfombrillas con sensores de presión o de peso entre la espuma y la funda del asiento. Se pueden utilizar en los asientos delanteros y traseros y necesitan un módulo de control y evaluación.
- Utilizando unos sensores de infrarojos y ultrasonidos en la zona de las luces interiores o del retrovisor central para que supervisen la ocupación de los asientos delanteros y, sobretodo, la posición de los ocupantes, porque si un pasajero esta sentado incorrectamente puede que hinchar totalmente el airbag sea malo para dicho pasajero.
Si un asiento esta libre, no se activa el airbag, ni el pretensor del asiento ni el reposacabezas activo.
Cinturones de seguridad
Los cinturones de seguridad son el principal elemento de retención en caso de accidente, por lo que el ocupante debe estar sentado correctamente y con el cinturón de seguridad puesto y abrochado. En caso contrario no funcionará correctamente.
El pretensor (que se explica en el siguiente apartado) sirve para tensar el cinturón de seguridas en la zona de la pelvis, evitar la excesiva presión en el tórax y reducir el riesgo de que el ocupante se deslice hacia abajo del cinturón.
Hay cuatro tipos diferentes de cinturones de seguridad:
- El cinturón de seguridad estándar. Permite que el ocupante se mueva libremente en situación normal, pero en caso de accidente bloquea las correas, aunque no las tensa,
- El cinturón de seguridad con pretensor pirotécnico. En caso de accidente tensa las correas, mejora el apriete en la zona del hombro y evita que el ocupante se deslice hacia abajo.
- El cinturón de seguridad con limitador de carga de doble fase. Parecido al anterior, en caso de accidente tensa las correas, pero tiene un limitador para que no haya un apriete excesivo, y después del accidente afloja las correas de forma automática.
- El cinturón motorizado. Esta diseñado para vehículos de 2 puertas, con asientos abatibles, en los que el cinturón está más retrasado que el asiento. Permite controlar mejor la presión sobre el ocupante antes y después del accidente, y a la vez que tenga mayor holgura. También puede vibrar para avisar en situaciones críticas, avisando de que va a tensarse para que el ocupante se siente correctamente en el asiento.
*Foto de los cinturones de seguridad delanteros (1). Se puede ver el pretensor (5), la parte oculta del cinturón (1, entre el pretensor y la anilla de salida, arriba de todo), la hebilla (a la izquierda del 1) que se introduce en el cierre (2), y el punto de anclaje (6) atornillado entre el pilar B y el asiento. Los demás números son diferentes tipos de tornillos.
*Foto de los cinturones de seguridad traseros. Se pueden ver los cinturones traseros izquierdo (1) y derecho (1), con el pretensor (6 superior derecho), el anclaje (6 inferior derecho), y la hebilla (encima del 6 inferior derecho). También se puede ver el cinturón trasero central (2) con su pretensor (6 izquierdo) y los cierres del cinturón trasero izquierdo (3) y derecho (3) y central (4). En ellos es donde se introduce la hebilla. El (5) es el alargo del cierre del cinturón central visto desde el otro lado, y el (7) tornillos.
Pretensor del cinturón de seguridad
El pretensor o tensor del cinturón de seguridad tiene la función de evitar que el cinturón quede flojo, que no retenga al ocupante, que el ocupante se deslice hacia abajo o que salga volando en caso de accidente. Esto puede pasar si se lleva ropa muy amplia, o por sentarse incorrectamente.
Se llama pretensor porque actúa en los primeros instantes de un accidente, pero en realidad es un tensor que estira del cinturón. Los hay de dos tipos:
- Los que están en el cierre, y tiran de la hebilla (hacia abajo) para apretar más el cinturón.
- Los que están en la bobina del cinturón y lo recogen (hacia arriba) para apretar más el cinturón. Son los más habituales.
Para evitar demasiada presión en el pecho del ocupante, también se instala un limitador de potencia automático y adaptativo en los cinturones de seguridad delanteros. Cuando se detecta un accidente y, mientras los airbags se activan pero no se hinchan del todo, los cinturones se tensan y aprietan el máximo. Cuando el airbag está totalmente desplegado y el vehículo parado, entonces los cinturones se destensan y aprietan lo mínimo.
Otras actuaciones de seguridad
La unidad de control Plataforma central básica (BCP) controla la iluminación interior y exterior del vehículo. En caso de accidente la BCP enciende automáticamente las luces interiores y las luces exteriores de advertencia.
En el caso de que al arrancar el vehículo un cinturón no esté abrochado, el sensor avisa al módulo ACSM, y este informa al cuadro de instrumentos (KOMBI) y a la unidad principal HU-H, quienes emiten una señal acústica de advertencia y una luz de alarma en la pantalla del conductor (unidad de interacción MINI).
Si la ACSM considera que el accidente es grave, el módulo ACSM envía una señal a la Caja de comunicación telemática (TCB, el módulo de la eCall) y esta hace una llamada de emergencia.
En la llamada de emergencia se transmite la ubicación del vehículo al servidor de BMW, donde se almacena, y BMW informa a los servicios de emergencia para iniciar el rescate.
Módulo de seguridad contra accidentes avanzado (ACSM)
El vehículo está equipado con un módulo que se encarga de procesar toda la información de los sensores y tomar decisiones. Este módulo se llama Módulo de seguridad contra accidentes avanzado, ACSM para simplificar y Advanced Crash Safety Module en inglés.
Los BMW actuales equipan la sexta generación de este módulo, el ACSM6.
En caso de un accidente, el Módulo de seguridad contra accidentes avanzado (ACSM) determina que airbags hay que activar y qué generadores de gas deben encenderse. Una vez determinados, envía una corriente eléctrica que activa la pirotecnia en el generador de gas, es decir, calienta la azida de sodio para que se transforme en gas, o abre la tapa del recipiente donde está el gas comprimido, o hace las dos cosas, y el gas fluye hacia fuera e hincha la bolsa de aire del airbag.
Cuando se arranca el coche se enciende en la pantalla del conductor la luz del airbag y el módulo de seguridad contra accidentes (ACSM) realiza un testeo de todos los sistemas de seguridad. Si todo esta listo para funcionar y sin fallos, la luz del airbag se apaga a los 3 ó 5 segundos.
Todos los sensores internos y externos de los sistemas de seguridad y los generadores de gas de los airbags están directamente conectados al módulo ACSM.
El módulo ACSM evalúa constantemente los datos de aceleración longitudinal y lateral de los sensores y, en caso de accidente, determina la dirección del impacto y la gravedad.
Previamente se realizan pruebas y simulaciones exhaustivas para establecer umbrales de activación para todo tipo de accidentes, lo que establece diferentes umbrales de disparo de los diversos sistemas de seguridad (airbags, tensores del cinturón de seguridad, etc.).
En caso de accidente, el módulo ACSM compara los datos suministrados por los sensores con los datos de umbrales que tiene almacenados y determina si se requiere activar algún sistema y qué generadores de gas (tensor de cinturón, bolsas de aire de los airbags, etc.) deben encenderse.
El ACSM activa los sistemas de seguridad solo cuando 2 sensores independientes detectan el umbral correspondiente.
El módulo de seguridad ACSM también corta el sistema de alta tensión y activa la batería de seguridad (si el coche la equipa).
Tal como hemos comentado, en caso de accidente el módulo ACSM activa los sistemas de seguridad y avisa a las otras unidades de control del vehículo para que ejecuten varias funciones según la gravedad del accidente.
Por ejemplo, la Plataforma central básica (BCP) enciende las luces interiores y las luces de advertencia de peligro. La Caja de comunicación telemática (TCB) realiza una llamada de emergencia y transmite la ubicación del vehículo. La batería de alta tensión y los motores eléctricos se desconectan y apagan (si el vehículo está equipado de ellos).
Cuando se activan los sistemas de seguridad, toda la telemetría se almacena en la memoria de datos de solo lectura (no borrable) del Módulo de Seguridad de accidentes avanzada (ACSM). Por telemetría se entiende la posición y todas las mediciones anteriores al accidente, como las aceleraciones y desaceleraciones anteriores, los frenazos, los cambios de dirección, la velocidad, etc. Todos estos datos son relevantes para la investigación del accidente y son obligatorios según la ley (ell conductor y el concesionario no tienen acceso a estos datos).
El espacio de almacenamiento de datos en el ACSM es limitado y cuando está lleno se enciende en la pantalla del conductor la luz de advertencia del airbag. Entonces, el módulo ACSM debe cambiarse por uno nuevo. Esto sucede a las 3 señales de accidente.
En el caso de que algún cinturón de seguridad no este abrochado se detecta por separado y si el airbag del pasajero delantero está desactivado también.
El módulo de seguridad ACSM tiene un condensador instalado, que funciona como una mini batería. Si en caso de accidente el suministro de tensión se interrumpe, este condensador actúa como una reserva de energía para el Módulo de seguridad contra accidentes (ACSM). Así tiene tiempo de seguir funcionando, dar órdenes y almacenar datos durante unos segundos antes de que se apague por falta de energía.
*Foto del Módulo de seguridad contra accidentes (1) de sexta generación (ACSM6), conexión de 181 pins (2) y de 25 pins (3). Parece poca cosa, pero dentro lleva un microprocesador para procesar toda la información recibida de los sensores, compararla con la que tiene alnacenada, tomar decisiones y ordenar a los diferentes componentes que actúen. También tiene una memoria para almacenar la telemetría de los accidentes.
Proveedores
No hemos analizado todos los modelos actuales de BMW, pero en los que hemos estudiado hemos visto que:
- El proveedor de los airbags es Joyson Safety System (JSS).
- El proveedor de los cinturones de seguridad es Autoliv.
- El proveedor de los sensores es, probablemente, Continental, con tecnología de Freudenberg Sealing Technologies.
- El proveedor del módulo ACSM es Continental.
En el siguiente post hay fotos de los diferentes componentes.
Saludos.
Edito PDF: La seguridad y los airbags de los BMW actuales.pdf 700 KB
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