SEGURIDADES EN LOS VEHÍCULOS DE COMPETICIÓN VEHÍCULOS DE COMPETICIÓN 2452 Ingeniería Automotriz Autores: CALDERÓN JOSÉ ORDOÑEZ JONATHAN 1. 2. 3. 4. 5. Objetivos Historia de avance en seguridad. Puntos claves de seguridad para los pilotos Dimensiones y fuerzas Algunos accidentes en FORMULA 1 • Estudiar el avance de tecnología en cuanto respecta a seguridad a través de los años. • Conocer los puntos claves de seguridad al momento de un impacto. • Determinar por si mismos si la seguridad activa y pasiva son ya las ideales para salvaguardar la vida del piloto. Se realiza la primera carrera de F1 en Silverstone. Usando grandes motores al frente y frenos de tambor se buscaban construir el auto más rápido posible. El piloto no tenía ninguna protección más allá de la ropa de calle que vestía y cuando mucho se ponían lentes Hans. Fuente: Thecnology.org Se hace una obligación a todos los pilotos de montar un casco de seguridad Empiezan a usarse los frenos de disco. Jack Brabham es el primero en poner el motor en la parte trasera del monoplaza, lo que ayudó a que aumentara la estabilidad y así se redujera el número de volcaduras A partir de ahora los pilotos deben vestir un mono u overol para poder correr. Se empiezan a introducir medidas de seguridad en las carreras de Fórmula 1. Se integran al coche las barras antivuelco. Se comienzan a usar las banderas de señalización. Se cambia el diseño del monoplaza para que el piloto pueda entrar y salir con mayor facilidad. Se mejora la construcción del tanque de la gasolina para evitar incendios. Se vuelve obligatorio el uso de un circuito de frenos doble. La FIA asume la responsabilidad de la seguridad en los circuitos. Indispensable que los pilotos vistan ropa ignifuga. La altura de las barras antivuelco se eleva mínimo 5 cm por encima de la cabeza del piloto. Se agregan interruptores para controlar los sistemas electrónicos. Dan Gurney fue el primer piloto en usar un casco con visor completo Se incorpora un sistema de doble extinguidor en el monoplaza para que en caso de incendio haya un respaldo por si el extintor principal llega a fallar. La FIA empieza a realizar inspecciones a pie en las pistas previas a la carrera para asegurarse que todo está en orden. A partir de este momento las barreras de impacto deben ser dobles, tiene que haber mínimo 3 metros entre las barreras y los espectadores, así como un muro que divida la pista del pit lane. Se define que el piloto tiene que poder salir del coche o ser rescatado en 5 segundos, por lo que el cockpit vuelve a ser modificado. Un año de muchos cambios: se integra en la parte alta del cockpit un respaldo para que la cabeza de los pilotos no se mueva en exceso por la velocidad y en la parte posterior del monoplaza se coloca una luz roja para advertir la presencia de un coche durante las carreras bajo lluvia. Además se hace obligatorio el uso del cinturón de seguridad de seis puntos y se agrega un recubrimiento al tanque de gasolina para evitar fugas en caso de ruptura. Y como si fuera poco, la FIA introduce un ‘código de conducta’ para los pilotos. A partir de ahora los pilotos deben pasar una revisión médica. Es obligatorio poner barreras seguridad en los circuitos. de La ropa ignifuga debe cumplir con ciertos estándares marcados por la FIA. Se reglamenta el diseño de las trampas de arena y de los cascos. Para correr en la F1 los pilotos deben obtener la Súper Licencia de la FIA Se explica que la célula de supervivencia debe incluir la zona de los pies del piloto. Los tanques de gasolina deben pasar las pruebas de impacto y los pies del piloto deben estar detrás del eje frontal. A su vez la FIA designa un director de carreras permanente. Se hace obligatorio el uso de retrovisores y que el volante debe ser removible de manera rápida y sencilla. Además los pilotos tienen que tomar cursos de rescate en pista Los crash test involucran más partes del coche: el roll bar, los cinturones de seguridad y la célula de supervivencia deben pasar diferentes pruebas Llega a las pistas el Safety Car. El área de material de protección de la cabeza del piloto alrededor del cockpit aumenta de 80 a 400 cm2. Se reduce la altura del alerón trasero y se aumenta la distancia del alerón delantero al piso, además la circunferencia de los volantes se reduce. También se eliminan las mezclas exóticas del combustible. Se eliminan las ayudas de manejo como el control de tracción, el ABS, el sistema de potencia de frenado asistida y la trasmisión automática. Todos los miembros del equipo que intervienen en la parada en pits deben traer ropa ignifuga. La FIA designa un equipo de expertos para que desarrolle nuevas tecnologías que vuelvan la F1 más segura y usa análisis por computadora para identificar 27 curvas en especial que son peligrosas. Se hacen pruebas a las barreras de neumáticos en el circuito y deben cumplir con un cinturón de goma. La velocidad en el pit lane se reduce a 80 km/h durante las prácticas y a 120 km/h en carrera. Se estandariza la producción de los cascos. La FIA instala los ADR (Accident Data Recorder) o cajas negras en los coches para analizar los accidentes con mayor precisión. Se reduce de 2 a 1.8 m. el ancho del coche. El piloto debe ser capaz de quitar el volante, salir del cockpit y volver a poner el volante en menos de 10 segundos. Los espejos retrovisores deben medir por lo 12 x 5 cm. A partir de ahora las llantas tienen que estar amarradas al chasis por medio de unos retenedores para evitar que salgan volando en los choques. Además el asiento y el conductor deben poderse sacar en conjunto para evitar agravar una lesión en la espalda. Por otro lado en cada carrera debe haber 1 coche para el medico del circuito y 4 vehículos de rescate con equipamiento médico. Algunas de las escapatorias de grava se cambian asfaltan. Durante las pruebas de impacto la velocidad usada se eleva de 13 a 14 metros por segundo. La altura permitida de la barra antivuelco sobre la cabeza del piloto sube de 5 a 7 cm. Y debe aguantar una fuerza lateral de 2.4 toneladas. Por su lado las paredes de fibra de carbono con la que está hecho el cockpit deben tener un espesor de 3.5 mm además de contar con una capa de Kevlar® de 2.5 mm para evitar que algún objeto externo pueda penetrar la célula de supervivencia. Las paredes del cockpit a la altura de la cabeza de los pilotos se elevan hacia atrás formando una pendiente de por lo menos 16° y la velocidad de impacto lateral en las pruebas cambia de 7 a 10 m/s. Aparece la bandera azul para los pilotos que están a punto de ser doblados. Se hará una nueva prueba para la parte posterior de los monoplazas, en la que deben soportar por 30 segundos una fuerza de 40 kN sin que se vea ninguna deformación. La luz trasera tiene que medir 6 x 6 cm. Se implementa el uso del HANS. Varios circuitos tienen que ser remodelados antes de la temporada, entre ellos Silverstone: la escapatoria de la curva Stowe se asfalta. Nurburgring: se rediseña la chicana antes de la última curva. Magny-Cours: se modifica la salida del pit lane. Budapest: se aumenta el tamaño de las escapatorias y los muros de seguridad en la primer curva. Suzuka: las escapatorias son más largas y se crean nuevas rutas de acceso para emergencias. Las pistas nuevas como la de Bahrain y Shanghai marcan los nuevos estándares para seguridad. En Monte Carlo se desarrolla un pit lane permanente con espacio para los boxes de todos los equipos. La protección acolchada dentro del cockpit se engrosa de 7.5 a 10 cm. Además los retenedores de las llantas deben soportar por lo menos una carga de 6 toneladas para evitar que puedan ser arrancadas en un choque con otro coche. Se recubren con Kevlar® el alerón delantero y diferentes partes de la carrocería para evitar que la fibra de carbono se convierta en astillas durante un impacto. Se vuelve más estricta la prueba de impacto en la parte trasera, la velocidad aumenta de 12 a 15 m/s. Cuando el Safety Car este en pista, la entrada al pit lane está prohibida hasta que todos los monoplazas estén en formación detrás de él. Los coches deben tener unos Leds en el cockpit o volante que indiquen al piloto cuando se despliegue alguna bandera. La velocidad en el pit lane se reduce de 100 a 80 km/h durante la carrera. Se crea la Fundación del Desarrollo de la Seguridad del Deporte Motor (Motor Sport Safety Development Fund. Además los comisarios podrán hacer uso de las cámaras on board y de imágenes de televisión para tomar las decisiones sobre algún incidente, cuya resolución será publicada on line por la FIA. Se protege la parte más débil del casco, el visor, agregándole una tira de Zylon en la parte superior aumentando su rigidez. Ahora las llantas deben llevar 2 retenedores para evitar su desprendimiento. La protección lateral alrededor del cockpit se eleva 2 cm para ayudar a que el casco del piloto este un poco más protegido. La seguridad del piloto, los comisarios, el equipo de los pits e incluso el público es un tema que nunca se detendrá, siempre habrá cambios que se puedan hacer para mejorar, aunque en ciertos casos hay quien piensa que estos cambios hacen que se pierda la esencia del deporte, pero tenemos que pensar que los tiempos han cambiado y que si tenemos tecnologías que nos ayudan a proteger la vida de las personas, por qué no aprovecharlas, reduciendo un poco el riesgo que existe en este deporte. La célula de supervivencia tiene que cumplir una serie de dimensiones por motivos de seguridad del piloto, y para que éste pueda salir de él en menos de cinco segundos. Los pies del piloto deben estar detrás de la línea del eje delantero, para evitar lesiones en caso de un accidente frontal, y la parte del cockpit donde están los pies debe tener una sección mínima para garantizar que hay espacio para pilotos de diferentes tamaños y que los equipos no traten de llevarlo a la mínima expresión para beneficio aerodinámico. El espacio para las piernas debe de tener un acolchado en forma de «U» para proteger las piernas de los pilotos en caso de accidentes laterales, y no se permite en la zona ninguna parte mecánica, excepto la columna de la dirección, que está separada del piloto por el acolchado. Anteriormente los equipo podían tener componentes de la suspensión junto a las piernas de los pilotos, lo que fácilmente podía provocar lesiones incluso en accidentes no demasiado fuertes. El acolchado termina cerca de los tobillos del piloto para permitirle libertad de movimientos a la hora de mover los pedales. Los asientos de Fórmula 1 están moldeados a medida de cada piloto en fibra de carbono. El asiento es muy fino, de unos pocos milímetros de espesor, y casi siempre se deja desnudo, sin ningún tipo de acolchado, para que el piloto pueda sentir mejor las reacciones del monoplaza. El asiento tiene correas unidas a él de tal manera que en caso de accidente el piloto pueda ser sacado del coche sentado en el asiento, para evitar lesiones adicionales. El puesto de pilotaje está muy inclinado, con los hombros a 50 cm y los pies a 30 cm del suelo. Para mantener al piloto bien sujeto se utilizan arneses de seis puntos, formado por dos correas para los hombros, dos para la cintura, y otras dos para la entrepierna. La longitud de las correas es única para cada piloto para asegurar que son adecuadamente tensadas sin que sobre mucha cinta para que no aletee. Cada correa está unida en uno de sus extremos al cockpit, y los otros extremos se unen en una hebilla del estilo de las empleadas en aviación. El piloto simplemente tiene que girar la hebilla para liberar todas las correas a la vez. A pesar de que ahora los pilotos tienen más espacio dentro del F1, son incapaces de apretarse lo suficientemente los cinturones por sí mismo, por lo que un mecánico es el encargado de apretárselos muy fuerte. Al igual que cualquier otro componente de F1 son muy ligeros, pesando menos de 700 gramos. Alrededor de la cabeza del piloto está el reposacabezas acolchado, que le protege de pegar con el casco en el cockpit en caso de accidentes laterales o traseros. La forma y posición de las almohadillas está fijada por el reglamento, y las almohadillas son de un material llamado «Confor Foam», relativamente blando al tocarlo pero que se endurece para absorber los golpes en caso de fuerte impacto. Tan importante es este acolchado, que debido a que es sensible al calor hay dos especificaciones diferentes de «Confor Foam» y la FIA informa a los equipo de cuál utilizar en cada evento dependiendo de la temperatura ambiente (azul para temperaturas de más de 30ºC y rosa para temperaturas por debajo de los 30ºC). Para mejorar la aerodinámica los equipo cubren las almohadillas con una capa muy fina de fibra de carbono que no afecta a la absorción de impactos. Otro dispositivo imprescindible en el cockpit es el extintor de incendios. Sondea tanto el cockpit como el compartimento del motor para controlar los incendios antes de que lleguen los bomberos. No tienen la forma típica de botella roja, sino que tienen la forma adecuada para ajustarse debajo de las rodillas del piloto y no lo reconoceríamos si lo viéramos. Sólo proveedores homologados por la FIA pueden proporcionar estos sistemas que tienen alrededor de tres kilos de agente extintor. Para el caso en el que otros sistemas del coche dejen de funcionar en caso de accidente, el extintor tiene su propia fuente de energía y puede ser activado desde dentro del coche o desde fuera mediante un interruptor. En 2011 la Fórmula 1 estandarizó un nuevo diseño de cascos que emplean una visera de policarbonato reforzada con una lámina de Zylon. Polímero sintético ultrarresistente (soporta tensiones muy superiores a las del KEVLAR). Felipe Massa 2009 GRAN PREMIO DE HUNGRÍA En los años noventa se establecía un protocolo de pruebas para los monoplazas, que se convertiría en obligatorio en 1995, pruebas de impacto laterales y frontales para asegurar la resistencia de la célula de seguridad de los monoplazas. • El choque trasero, a velocidades de hasta 15 metros por segundo (54 km/h). • El lateral de un monoplaza tiene que resistir 40 kN sin deformarse. Robert Kubica salió muy bien parado de un accidente en el Gran Premio de Canadá en 2007 tras haber chocado en pleno vuelo contra las barreras a más de 300 km/h. Robert Kubica accidente. Fuente: F1aldia En los años noventa también se pondría en marcha un protocolo de pruebas para estos sistemas, que deben resistir una presión lateral de 2,4 toneladas y erigirse, desde el año 2000, 70 milímetros por encima de la cabeza del piloto. Estructura antivuelco. Fuente: ALBRODPULF1 Marco metálico construido especialmente dentro o alrededor de la cabina del vehículo, para proteger a sus ocupantes de un accidente, particularmente de vuelcos. Jaula antivuelco. Fuente: BlogSpot, Oct 20 El objetivo del HANS, un aparatoso sistema que consta de un soporte que sujeta el piloto sobre los hombros y un anclaje al casco, es evitar ese latigazo, sujetar la cabeza del piloto y evitar una tensión excesiva en el cuello tras el choque. Hans. Fuente: Thecnology.org Los diseños anternativos para barras o jaulas antivuelco deben ser capaces de soportar cualquier combinación de las siguientes cargas, aplicadas en la parte superior de la jaula o barra: Lateral: 1.5 veces el peso del vehículo Adelante y atrás: 5.5 veces el peso del vehículo Vertical: 7.5 veces el peso del vehículo + 150 kg Hans. Fuente: Thecnology.org La Fórmula 1 comenzaría a utilizarlo en 2001 y establecería su obligatoriedad en 2003. HANS. Fuente: MotorSport CONCLUSIONES • La seguridad activa y pasiva son sistemas que nos ayudan en un 60% a reducir los accidentes automovilísticos, es por tal motivo que deben ser bien diseñados y probados. • La obligatoriedad de cumplir con las normas que establece la FIA en lo que conlleva a FORMULA 1, es la base fundamental para reducir los accidentes leves o mortales en las carreras. Bibliografía • http://marintododosobremecanica.blogspot.com/ 2014/10/jaulas-antivuelco-para-autos-de.html • https://espanol.motorsport.com/f1/photos/hansdevices-in-the-f1-experiences-garaje14006661/33220213/ Firmas de responsabilidad José Calderón Jonathan Ordoñez
