Investigación de Accidentes. Ensayos de frenada con bloqueo de

Policía Local de CS
Grupo Seguridad Vial
Investigación de Accidentes. Ensayos de frenada
con bloqueo de ruedas. Policía Local de Castellón,
febrero 2005.
Carlos Izquierdo Fotea
Grupo Seguridad Vial
Policía Local Castellón
RESUMEN
Fundamentos: En esta investigación se
pretende explorar la validez de la ecuación
fundamental para el cálculo de la velocidad de
un vehículo a partir de las huellas de fricción
de frenado obtenidas mediante Principio
General de Conservación de Energía (PCE).
Métodos: Para ello se ha diseñado una
situación experimental de deceleración brusca
de un vehículo sin colisión final controlando la
velocidad inicial mediante un cinemómetro y
registrando la distancia de huellas de fricción
de frenado y la distancia de detención del
vehículo.
Conclusiones: La fórmula
ofrece un intervalo de
velocidades iniciales (v0) que se ajusta a la
velocidad real del vehículo siendo por tanto
válida para la estimación de velocidad de los
vehículos a partir de las huellas de fricción de
frenado.
Palabras clave: Huellas de fricción de
frenado, energía cinética, principio de
conservación de la energía, cinemómetro,
Policía Local.
Introducción
Contacto:
Grupo Seguridad Vial
Policía Local de CS
Central de Policía
Cuadra 3ª, s/n
12004 Castellón
e-mail:
[email protected]
Figura 1.
Desarrollo de la fórmula
para el cálculo de la
velocidad del vehículo a
partir del PCE.
En el lugar del accidente de tráfico es
frecuente encontrar huellas de fricción de
frenado de los vehículos que han colisionado.
La adecuada caracterización de estas huellas
de frenado por agentes de la autoridad (en la
Comunidad Valenciana: Policía Local y
Guardia Civil) permiten estimar la velocidad
inicial del vehículo (v0). Los cálculos de la
velocidad se realizan aplicando el Principio
General de Conservación de la Energía (PCE)
que en caso de una Accidente de Tráfico (AT)
consideraría que la pérdida de energía cinética
del vehículo (EC) se debe al trabajo realizado
por la fuerza de rozamiento (WR) a lo largo de
la distancia de frenado (d).
La ecuación fundamental del cálculo de la
velocidad a partir del PCE se obtiene según lo
expuesto en la figura 1.
Este desarrollo del PCE para obtener la
ecuación fundamental del cálculo de la
velocidad forma parte de los contenidos
curriculares de la formación específica en
Investigación y Reconstrucción de Accidentes
que imparte la Universidad de Zaragoza (
Diploma de especialización en Investigación
de Accidentes de Tráfico) y la Universidad de
Valencia
(Master
en
Investigación
y
Reconstrucción de Accidentes de Tráfico).
La presente investigación se inserta en la
segunda sesión de la acción formativa sobre
Investigación de Accidentes que recibe el
Grupo de Atestados de la Policía Local de
Castellón que tiene como objetivos: a) la
necesidad de sensibilizar a los policías sobre
la importancia de la precisión en la toma de
datos en el lugar de accidente y b)
introducción en conceptos de reconstrucción
de AT. Como actividad asociada a estos
objetivos se pretende explorar la validez del
PCE en el calculo de velocidades iniciales de
vehículos cuando la ECf =0 (sin colisión). El
hecho de que esta fórmula sea aplicable
únicamente en situaciones que no haya
colisión de vehículos hace que su utilidad real
por parte de los equipos de atestados sea baja
o nula, no obstante, es fundamental y
necesaria como base conceptual a partir de la
cual se desarrollen posteriores cálculos físicos
complejos transferibles a la dinámica real de
un accidente de tráfico. Sería poco fructuoso
profundizar en otros aspectos de la
reconstrucción de AT si no se han entendido
las bases conceptuales del PCE.
Material y métodos
Recursos materiales:
Cinemómetro sobre vehículo estático
marca Multanova Radar/6F-MR con
verificación válida hasta mayo del 2005.
Dos conos plegables de color naranja
para indicar la zona de inicio de frenado.
Cinta métrica de 30 m.
Rueda de medir con lectura de distancia
Una cámara digital Nikon Coolpix 4500
para realizar fotografías de las huellas de
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Policía Local de CS
Grupo Seguridad Vial
-
-
Figura 2.
Tabla de resultados de
los tres ensayos
realizados (E1, E2 y E3).
frenado.
Tiza para identificar cada una de las
huellas de fricción de frenado y señalar el
comienzo y final de las mismas.
Un vehículo que realizará el frenado de
emergencia.
Recursos humanos:
Un técnico en cinemómetro que montará,
calibrará y registrará las velocidades
iniciales de los tres ensayos.
Un conductor para el vehículo que debe
de realizar la frenada de emergencia.
Un cámara para la grabación del ensayo.
Dos controladores de ensayo. Su
cometido es relacionar las huellas con las
ruedas del vehículo, señalizar su inicio y
su final, medir la longitud de las mismas y
registrarlas en una plantilla diseñada al
efecto.
El cinemómetro se ha situado 5 metros antes
de la línea de frenado de tal forma que la
lectura de velocidad del vehículo objeto de
ensayo se realice antes de iniciar el proceso
de frenado.
El vehículo objeto de frenado es un Opel Astra
16v Merit matriculado en el año 95 , con un
sistema de frenos en buen estado y unos
neumáticos Good Year Eagle Ventura
175/65R 14 82H , con una presión de 2.4 bar
en las ruedas delanteras y 2.2 bar en las
ruedas traseras. Los neumáticos están en
buen estado y con un desgaste que no rebasa
los indicadores de uso.
Se han realizado tres ensayos cuyos
resultados aparecen en la figura 2. La vía es
tiene una pendiente del –1%.
Resultados
Policía Local de Castellón.
Ensayo huellas fricción frenado 2005
Velocidad
real del
ensayo
Imagen 1.
Línea de frenado
delimitada por dos conos
panorámica de las huellas
de los tres ennsayos.
METODOS.
El ensayo se realizo el 10 de febrero del 2005
en un tramo de la prolongación de C/ Calderón
de la Barca. Esta vía estaba cerrada al tráfico
se inauguró 5 días después de haber realizado
las pruebas. La superficie de la vía es de
conglomerado asfáltico nuevo sin usar
(µ = 0.65 a 1.00).
Para la realización de los ensayos se disponen
de 400 metros de vía. Los 300 metros iniciales
son para acelerar y mantener constante la
velocidad del vehículo justo hasta alcanzar la
línea marcada por dos conos (línea de
frenado), punto donde se ha indicado al
conductor del vehículo que tiene que realizar
una frenada de emergencia como si de una
situación de accidente real se tratase.
Al conductor del vehículo se le ha indicado
que debe de alcanzar una velocidad constante
superior a 50 Km/h e inferior a 70 Km/h y
mantenerla constante antes de llegar a la línea
de frenado.
Distancia
total de Rueda
frenado
E1
64
21,15
E2
60
21,43
E3
66
23,12
DI
DD
DI
DD
DI
DD
Longitud de
las huellas
fricción
14,60
14,60
14,80
15,93
18,00
18,37
Espacio sin
dejar huella
fricción
6,55
5,50
4,75
En la primera columna aparecen las
velocidades iniciales de vehículo Opel Astra
medidas por el cinemómetro momentos antes
de iniciar el proceso de frenado. En la
segunda columna aparece la distancia total de
frenado medida desde la línea de frenado
(delimitada por dos conos) y el final de las
huellas de fricción de frenado de las ruedas
delanteras (finalizan ambas en todos los
ensayos a la misma distancia). En la tercera
columna las abreviaturas DI y DD
corresponden a rueda delantera izquierda y
rueda delantera derecha respectivamente (las
ruedas traseras no han dejado huella de
fricción de frenado en ningún ensayo). En la
cuarta columna aparecen las longitudes de las
huellas de fricción de frenado (color negro
intenso producto de la fusión del caucho). En
la última columna la distancia sin dejar huella
de fricción hace referencia a la distancia entre
la línea de frenado (marcada por dos conos) y
la aparición de caucho fundido por rozamiento
en la calzada.
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Grupo Seguridad Vial
Para la aplicación de la formula de cálculo de
velocidad inicial se ha considerado:
µ = 0.65 a 1.00 (tabla referencia manual
IVASP).
g = 9,81.
d = Distancia huella fricción de frenado de
cada ensayo + 1 metro de Lprevia (estimación
de rueda bloqueada sin marca en pavimento).
Resultados de aplicar la fórmula PCE
d= (Huellas
+ Lprevia)
E1
E2
E3
Vreal calculada
Vestimada a partir de
mediante
cinemómetro
PCE (Km/h)
(Km/h)
15,60
64
50,78
62,98
16,93
19,37
60
66
52,90
65,61
63,47
80,78
µ1 = 0,65 µ2 = 1,00
Así pues, la velocidad real de E2 (60 Km/h)
pertenece al intervalo velocidad estimada
mediante PCE en E2 (52,90-65-61) Km/h, otro
tanto ocurre en E3, la velocidad real es de 66
Km/h y el intervalo de velocidad estimada es
de (63,47-80,78) Km/h. Sin embargo el
intervalo de velocidad estimada en E1 (50,7862,98) Km/h excluye la velocidad real de dicho
ensayo E1 (64 Km/h).
Una circunstancia que podría explicar esta
desviación en E1 podría ser el hecho de no
contemplar el tiempo de respuesta del sistema
de frenos del vehículo experimental (Alba,
Monclús e Iglesia 2001, p. 113). Para
caracterizar de forma adecuada el proceso
real de frenado hay que contemplar la fase
respuesta de sistema de frenos, además de la
fases bloqueo de ruedas anterior a la aparición
de huellas (Lprevia) y la fase de aparición de
huellas (Alba et al. 2001, p. 113-114). Así pues
para realizar una estimación precisa de la
velocidad real (medida por el cinemómetro)
mediante el PCE es necesario aplicar la
fórmula general (Fases: Huellas de frenado y
bloqueo de ruedas anterior a la aparición de
huellas)
Para después aplicar la fórmula que considera
la Fase: Tiempo de respuesta de sistema de
frenos
Imagen 2.
Inicio de huellas de
fricción de frenado del E2.
vreal = v + 1 µgtrespuesta
2
trespuesta = de 0,25 a 0,6 segundos. (Alba
et al. p. 113).
Vestimada
Vreal calculada
contemplado el
d= (Huellas
mediante
tiempo respuesta
+ Lprevia) cinemómetro
sistema frenos de
(Km/h)
0,25 s.
Figura 3.
Tabla de resultados de la
velocidad estimada
considerando el tiempo
de respuesta del sistema
de frenos en sus valores
extremos 0,25-0,6 seg.
E1
E2
E3
15,60
64
53,25
67,08
16,93
60
55,36
69,70
19,37
66
59,01
74,24
d= (Huellas
+ Lprevia)
Discusión
Los intervalos obtenidos con las distancias de
frenado de los ensayos 2 y 3 (E2, E3)
engloban el valor de la velocidad real obtenida
con el cinemómetro.
E1
E2
E3
Vestimada
Vreal calculada
contemplado el
mediante
tiempo respuesta
cinemómetro
sistema frenos de
(Km/h)
0,6 s.
15,60
64
57,27
73,26
16,93
60
59,38
75,88
19,37
66
63,03
80,42
µ1 = 0,65 µ2 = 1,00
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Policía Local de CS
Grupo Seguridad Vial
Bibliografía
-Alba, J.J; Monclús, J; Iglesia, A (2001): “
Manual
Básico
de
Investigación
y
Reconstrucción”. Grupo de Seguridad Vial y
Imagen 3.
Colaboradores investigación
de campo: Gpo. Atestados,
Gpo. Seguridad vial y Gpo.
Policía Judicial.
-Accidentes
Zaragoza.
de
Tráfico.
Universidad
de
- Master en Investigación y Reconstrucción de
Accidentes de Tráfico. INTRAS. 1ª edición.
Valencia 2003.
Conclusiones
a)
b)
c)
d)
e)
El Principio General de Conservación de
la Energía permite estimar la velocidad
real de un vehículo a partir de la huellas
de fricción de frenado.
Para una estimación precisa es
necesario contemplar el tiempo de
respuesta del sistema de frenos, la
distancia de bloqueo de ruedas sin huella
y la distancia de bloqueo de ruedas con
huella de fricción de frenado.
El PCE puede proporcionar una
información útil a la hora de establecer
hipótesis sobre los posibles factores que
contribuye en un AT.
El PCE puede proporcionar una
información útil a la hora de estructurar la
toma de manifestación de las personas
implicadas en un AT.
Para una utilización objetiva del PCE es
necesaria una toma de medidas en el
escenario de accidente precisa, rigurosa
y documentada mediante tablas
Fricke,
L.B
(2001):
“Traffic
Accident
Reconstruction”.
Northwestern
University
Center For Public Safety. Evaston-Illinois, 503
-Baker, K.S (2001): “ Traffic Collision
Investigation”. Northwestern University Center
For Public Safety. Evaston-Illinois.
-Baker, J.S & Fricke, L.B (1986): “ TheTrafficAccident Investigation Manual. At-scene
Investigation and Technical Follow-Up”.
Northwestern University Center For Public
Safety. Evaston-Illinois.
Agradecimientos
Al Intendente General – Jefe, D. José Luis
Carque Vera, por su sensibilidad hacia los AT
y su interés por la mejora de los procesos de
Investigación de los AT. Al grupo de Atestados
y Grupo de Policía Judicial. A los
componentes del Grupo de Seguridad Vial por
su empeño en hacer las cosas bien
y
especialmente a Antonio Peralta (PL CS) sin
cuya participación no hubiese sido posible
realizar esta investigación.
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