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Un grupo de investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) ha desarrollado un modelo matemático que simplifica y acelera el estudio de las carrocerías de los autobuses, un elemento clave para proteger a pasajeros.
Uno de los accidentes en los que se puede ver involucrado un autobús es el vuelco. En estos casos, la carrocería resulta esencial para la protección de los pasajeros y los científicos analizan cómo mejorar su comportamiento frente a este tipo de sucesos.
En este sentido, el estudio que han desarrollado los investigadores del Instituto de Seguridad de los Vehículos Automóviles (ISVA) de la UC3M, y que ha sido publicado recientemente en la revista International Journal of Heavy Vehicle Systems, propone un modelo matemático para estimar las frecuencias propias de vibración de la estructura de un autobús.
Lo más destacable del mismo es su simplicidad, según uno de los autores del estudio, Antonio Gauchía, del Departamento de Ingeniería mecánica de la Universidad: “Existen otras técnicas numéricas, como el método de elementos finitos, para la determinación de estas frecuencias propias de vibración, pero este modelo permite hacerlo de una forma más rápida y sencilla”, concluye.
La idea de iniciar esta investigación surgió ante la necesidad de mejorar el comportamiento de las carrocerías de los autobuses y, especialmente, de incrementar su rigidez a la torsión.
“En algunos vehículos se observó que las lunas delanteras se fracturaban como consecuencia de que la carrocería no era lo suficientemente rígida”, comenta el profesor Gauchía. “Además -continúa- se observó que este factor es de especial relevancia en el incremento del límite de vuelco y que, por tanto, redunda en una mayor seguridad del vehículo”.
A la hora de obtener una estructura rígida resistente a la torsión intervienen varios factores, como las dimensiones de la sección transversal de los perfiles que componen la estructura, el material de los perfiles y la disposición de los mismos en la carrocería del autobús.
Aplicaciones reales
“Esta investigación, junto con otras que estamos llevando a cabo en la misma línea, tendrían una aplicación directa en el sector de los autobuses, ya que no sólo se mejora la seguridad sino que se evoluciona desde la idea de una carrocería sobredimensionada a una carrocería más ajustada en diseño, en el que se tienen en cuenta variables como el peso, el consumo, la rigidez a torsión, etc”, explica el Director del ISVA, Vicente Díaz, catedrático de la UC3M, otro de los firmantes del estudio.
En condiciones de circulación, el vuelco de un vehículo depende de un parámetro (conocido como “límite de vuelco”) que determina la aceleración lateral a partir de la cual el vehículo inicia este proceso. De esta forma, cuanto mayor sea este parámetro, mayor será la aceleración lateral a la que habrá que someter el vehículo para lo haga y, por tanto, más seguro será el vehículo. “Una carrocería con una mayor rigidez a torsión incrementa el límite de vuelco y redunda en una mayor seguridad”, indica Gauchía.
Por otra parte, si el vuelco tiene lugar y la carrocería impacta contra el suelo, ésta debe ser lo suficientemente resistente como para proteger a los pasajeros. En concreto, el Reglamento de Ginebra R66 y la Directiva 2001/85/CE establecen que la estructura del autobús debe ser lo suficientemente rígida como para preservar un espacio situado en el interior del autobús, denominado espacio de supervivencia, en el que ningún objeto debe salir o introducirse.
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Referencia bibliográfica:
Antonio Gauchía Babé, Maria Jesús López Boada, Beatriz López Boada y Vicente Díaz López, "Simplified dynamic torsional model of an urban bus", International Journal of Heavy Vehicle Systems 16 (3): 341-353, ISSN: 1744-232X, enero de 2009.
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Oficina de Información Científica de la Universidad Carlos III de Madrid
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