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LAS LEYES DE NEWTON Y LOS ACCIDENTES DE TRÁFICO

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Hoy en Fundtrafic conectamos las tres leyes de Newton con la seguridad vial. La velocidad, las fuerzas, la masa, la inercia y el movimiento interceden en los desplazamientos que hacemos a diario.

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Cómo Newton y sus leyes inciden en la seguridad vial

Durante el año pasado los accidentes de tráfico causaron en España 1.806 fallecidos y 4.515 hospitalizados. En autopistas y autovías la siniestralidad se ha incrementado un 8%. A los datos alarmantes ofrecidos por la DGT hay que añadir los factores que intervienen en un accidente. Los movimientos de los cuerpos, en este caso en un choque entre dos vehículos, está explicado desde el siglo XVII con las tres leyes del físico Isaac Newton. Veamos cómo la física del inglés actúa sobre la seguridad vial.

Las 3 leyes físicas que intervienen en un accidente

⚫ Ley de la Inercia

Todo cuerpo permanece en estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que se vea obligado por fuerzas externas a cambiar su estado.

⚫ Ley de interacción y fuerza

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz externa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

⚫ Ley acción- reacción

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos.

Física para dummies

Con el ánimo de entender cada una de estas leyes aplicadas a la conducción contamos con Eugenio Martín, Director de Formación y de Seguridad Vial en Fundtrafic.

Newton está ligado a la seguridad vial a través de estas tres leyes. La primera (Ley de la Inercia) es evidente: todo cuerpo en movimiento arrastra la misma velocidad hasta que encuentra otra fuerza opuesta que consigue frenarlo o bien cambiar su velocidad. Recordar que la inercia es toda resistencia que ofrece un cuerpo a cambiar de estado. La segunda ley (Interacción y fuerza) es aquella que explica la fuerza aplicada a los cuerpos. La tercera (Ley de acción- reacción) expone que toda acción aplicada en un cuerpo tiene un acción contraria o reacción. Es decir, en una colisión aunque el vehículo se detenga los objetos de su interior siguen moviéndose a la misma velocidad que llevaba hasta ese momento el vehículo. Un ejemplo: en un choque el cinturón de seguridad no detiene el cuerpo, sino que éste recibe una acción contraria al movimiento y retrocede hacia el asiento.

Qué es el "Efecto elefante"

La segunda de las leyes enunciadas por Newton (Ley de Interacción y fuerza) explica el conocido "Efecto elefante", donde la velocidad y la masa de cada cuerpo son conceptos claves para entender la lesividad de los accidentes.

Una persona de 60kg que viaja en un vehículo a 70km/h puede alcanzar un peso de 4.200kg en caso de accidente. Un cuerpo a 100km/h, sin cinturón de seguridad, en caso de choque saldría lanzado a una velocidad comparable a la de una caída desde 40m de altura.

Distancia de frenado y velocidad

El concepto de la distancia de frenado viene anexado a la velocidad, uno de los factores determinantes en los accidentes de tráfico. Evidentemente también está relacionado con la carga, el estado del propio vehículo (frenos, neumáticos, suspensión), estado y mantenimiento de la calzada o el propio estado del conductor.

Tiempo de reacción: se refiere al espacio que recorre el vehículo desde que el conductor observa el obstáculo hasta que pisa el freno.

Distancia de frenado: espacio que se recorre desde que se pisa el freno hasta que el vehículo llega a pararse. Como ejemplo gráfico, un coche a 120km/h necesita la distancia de un campo de fútbol para detenerse.

Distancia de detención o parada técnica: es la suma de las dos anteriores, es decir la distancia que se recorre desde que el conductor observa el obstáculo hasta que finalmente el coche queda detenido.

Eugenio Martín señala: "eso siempre que contemos con que los neumáticos estén en buen estado, con una calzada seca, con el conductor/a en plenas facultades. En el caso de que algunas de estas circunstancias resulten trastocadas, aún el recorrido es mayor y la gravedad del accidente también".

La sensibilización en los cursos de conducción

Uno de los ejes centrales que definen los cursos de conducción responsable y segura de Fundtrafic es la concienciación. Todos y cada uno de los cursos impartidos para trabajadores/as de las empresas están marcados por la sensibilización que expone una asociación de víctimas de accidentes.

Martín, coordinador de estos cursos de conducción, incide nuevamente en la importancia de llevar bien puesto el cinturón:

Llevar puesto el cinturón de seguridad es fundamental; en un trayecto a 40km/h en el que no lo llevas abrochado conlleva el 50% más de posibilidades de fallecer.
Solo la práctica con herramientas como el simulador de vuelco de Fundtrafic muestra cómo este elemento resulta vital en todos y cada uno de nuestros desplazamientos. Cuando los conductores prueban el simulador de vuelco quedan totalmente concienciados de su importancia.
Para Fundtrafic, la fundación de la Asociación DIA de Víctimas de Accidentes, en la concienciación sobre este elemento de seguridad pasiva que nos mantiene atados a la vida, se adquiere únicamente a través de la práctica.

Recuerda estos conceptos de la física aplicados a la seguridad vial y recupéralos en nuestros cursos de conducción.

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Relación ente la velocidad y los accidentes de tránsito - Proyecto de física

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La transformación de la energía en un siniestro vial

Todos sabemos que los accidentes de tráfico pueden llegar a tener consecuencias muy graves para los ocupantes de los vehículos implicados y para los peatones. Sin embargo, el conocimiento acerca de lo que ocurre dentro y fuera del vehículo en el transcurso de un accidente (la llamada dinámica del accidente) es bastante pobre. No disponemos a analizar los Siniestros viales y leyes Físicas.

Es importante saber:

cuáles son las lesiones más frecuentes, cómo se producen,

qué elementos y estructuras del vehículo son las que se relacionan con un daño mayor,

qué comportamientos del conductor repercuten en un mayor número o gravedad de lesiones (como, por ejemplo, una postura incorrecta al volante)

y, por supuesto, es preciso conocer todo lo que podemos hacer nosotros para minimizar la lesividad en un accidente.

Disponer de tales conocimientos representa una herramienta muy útil. Sirven para:

1. sensibilizar a la población conductora de los riesgos del tráfico

2. concienciar de la importancia de cumplir con las pautas y normas de la cultura de la seguridad vial. Esto nos permite mostrar al conductor las consecuencias de sus conductas inseguras de una forma directa y concreta. Ello que es muy distinto y más impactante de hablar del riesgo como un concepto abstracto y distante. Además, con estos conocimientos sobre la dinámica del accidente se entenderá mejor el funcionamiento, la utilidad y la eficacia de los distintos sistemas de seguridad pasiva que se han desarrollado en el mundo del automóvil. De esta manera se puede transmitir a los alumnos la necesidad de su uso de una forma justificada, convincente y rigurosa.

La física en los siniestros viales

Las fuerzas que se desarrollan en un accidente realmente impresionantes En líneas generales. en una colisión frontal a tan solo 50 km/h contra una barrera indeformable, nuestro vehículo se comprimirá unos 60 cm hasta llegar a detenerse por completo Este impacto supone una deceleración equivalente a 15 veces la gravedad terrestre (15 g), lo que ya nos da una primera idea de Ia magnitud de les tuerzas implicadas y de las graves consecuencias que pueden derivarse para los distintos ocupantes del vehículo.

En este tipo de colisión, el conductor irá sufriendo una serie de impactos en cadena contra los distintos elementos del habitáculo, siendo generalmente el primer golpe el de las rodillas contra el salpicadero.

0,002 seg.

Sólo se ha deformado el paragolpes. El bastidor está intacto y la velocidad del coche prácticamente permanece igual.

0,005 seg.

El bastidor ya ha chocado contra el objeto, lo que disminuye mucho la velocidad y, por tanto, aumenta la deceleración del coche

0,020 seg

El cinturón comienza a retener el cuerpo de los pasajeros, que hasta ese momento prácticamente seguían a 50 km/h.

0,030 seg

Se dispara el airbag. Aumenta la deceleración del cuerpo a causa de la acción de retención del cinturón, pero la cabeza mantiene la velocidad de inercia.

0,040 seg

Si el conductor no hubiera llevado el cinturón de seguridad, su cabeza habría impactado contra el volante o estaría a punto de hacerlo con la luna delantera.

0,050 seg

La velocidad del coche en este momento es de 35 km/h. La estructura deformable se ha comprimido 440 mm. El cinturón llega a su máxima extensión.

0,070 seg

El coche se ha detenido. La estructura deformable ha retrocedido 620 mm para la energía liberada en el impacto.

0,080 seg

Si el conductor lleva el cinturón de seguridad, la cabeza choca ahora contra el airbag y comunica su energía cinética a la masa de gas que hay dentro de él.

0,090 seg

Si el acompañante tuviera airbag, su cabeza se apoyaría en él. El conductor retrocede y se detiene contra el reposacabezas.

0,100 seg

Los acompañantes son empujados hacia atrás.

La velocidad a la que se producirá este primer impacto será relativamente pequeña. SI tenemos en cuenta que a medida que pasa el tiempo el coche reduce drásticamente su velocidad, mientras que la del conductor se mantiene invariable. Es por ello que la velocidad de impacto contra el resto de los elementos del habitáculo será más elevada cuanto mayor sea la distancia respecto al conductor.

En consecuencia, el golpe del tórax y de la cabeza contra el volante y la zona del parasol, respectivamente, se producen a unas velocidades más altas. En consecuencia, serán estas las zonas del cuerpo que van a sufrir un mayor número de lesiones.

Importancia del cinturón de seguridad

Si, además, el conductor no llevara puesto el cinturón de seguridad, observaríamos cómo su cabeza:

al impactar contra el parabrisas, sufriría una deceleración media equivalente a 60 veces la fuerza de la gravedad (60 g);

mientras que si el choque fuera contra el marco del parabrisas o del pilar delantero, menos deformable, provocaría una deceleración sobre la cabeza de unos 500 g. Es evidente que semejantes fuerzas van a provocar con facilidad gravísimas lesiones en algo tan frágil corno es el cuerpo humano.

Siniestros viales y leyes Físicas

Las Leyes de Newton en los siniestros viales

Las Leyes de Newton son el pilar para entender la dinámica de un accidente y las consecuencias que de él pueden derivarse. Todo objeto en movimiento acumula energía. Cuanta mayor es la velocidad a la que se desplaza dicho objeto. mayor será la energía acumulada (esta es proporcional a la masa y al cuadrado de la velocidad). De este modo, las velocidades a las que se circula hacen que nuestros vehículos acumulen una descomunal cantidad de energía.

Si vamos circulando y queremos detener nuestro vehículo o disminuir la velocidad, la energía del movimiento acumulada deberá ser transformada en algún otro tipo de energía (no olvidemos que l a energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma). Esto es lo que hacen los frenos, transmiten esa energía acumulada por el movimiento a los discos de freno, los cuales pueden llegar a alcanzar unas temperaturas muy elevadas. Si en lugar de frenar lo que sucede es que sufrimos un accidente con impacto, nuestro vehículo también va a perder su energía, pero esta vez no en forma de calor, sino deformando su estructura y la del objeto contra el que hemos colisionado.

Parece que la energía perdida en calentar unos frenos no equivale a la necesaria para deformar la estructura de un vehículo, pero esto no es así. La cantidad es la misma en ambos casos. Lo que ocurre es que mientras el coche al frenar disipa su energía cinética gradualmente, cuando impacta contra otro vehículo o una pared, la pierde de forma más brusca. Por ejemplo, pensemos que la cantidad de energía calorífica implicada en una frenada en seco a 150 km/h es la misma que la que podría servir para calentar de 0 a 20ºC una habitación de 20 m cuadrados en tan solo 4,25 segundos.

Dinámica del conductor en el siniestro

Ahora pensemos que el propio conductor se mueve a la misma velocidad que su vehículo. En consecuencia, su cuerpo también habrá acumulado una importante cantidad de energía, que igualmente habrá de ser transformada durante el accidente. En verdad, esta dispersión de energía, tanto en el espacio como en el tiempo, es determinante para reducir la severidad de las lesiones. También puede suponer l a diferencia entre sobrevivir o no. Toda la energía que no absorban otros elementos del vehículo (como las estructuras deformables, el cinturón o el airbag), la absorberá nuestro propio cuerpo, pudiendo fácilmente superar los límites tolerables.

Las lesiones derivadas del siniestro

En general, las lesiones se producen cuando una estructura del cuerpo ve superado su límite de resistencia. Ello debido a los golpes y aceleraciones a las que se ve sometido en un accidente.

En un accidente de tráfico se implican fuerzas de una magnitud mucho mayor de lo que generalmente se piensa. Para evitar sufrir graves lesiones en caso de accidente, toda la energía acumulada por el vehículo y por nuestro propio cuerpo al desplazarse a gran velocidad sobre el asfalto ha de ser absorbida adecuadamente por los distintos sistemas de seguridad pasiva: estructuras deformables, cinturón, airbag, etc.

Algunos ejemplos pueden ser de gran ayuda para comprender la magnitud de las fuerzas que se Implican en un accidente de tráfico:

A 50 Km/h sin cinturón de seguridad, el impacto contra el parabrisas equivale a una caída desde un tercer piso.

Circular a 80 km/h y sin cinturón de seguridad. Los pasajeros de atrás son proyectados contra los de delante con una fuerza equivalente al golpe de una bola de 1.200 kg a 10 km/h.

A 70 km/h, sin cinturón de seguridad y a pesar del airbag. El impacto contra el volante es el equivalente a recibir un golpe con un mazo de 15 kg a 160 km/h.

Circular a 100 km/h y Sin cinturón de seguridad. La fuerza que despide a los ocupantes del vehículo es la equivalente a ser disparados a 70 km/h contra una pared.

A 50 km/h y sin el adecuado sistema de retención. Un niño de 20 kg es proyectado hacia el parabrisas con una fuerza equivalente a más de 500 kg,

Siniestros viales y leyes Físicas

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Siniestros viales y leyes Físicas: Los elementos clave en un accidente de tráfico - tuteorica

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