Airbags

Hoje, constantemente vemos nos veículos de comunicação que tem crescido o número de acidentes de trânsito, sejam eles provocados por falhas humanas, pela falta de conservação de estradas ou por falhas mecânicas dos automóveis. O que vemos é que cada vez mais a indústria automobilística está sendo forçada, tanto por medidas reguladoras dos governos quanto por questões de marketing, a adotar mecanismos de segurança que possam proteger de forma mais adequada os passageiros dos veículos em casos de colisão.

Se observarmos bem, as medidas mais comuns que as indústrias estão tomando são em relação à construção de carros com estruturas mais seguras, como airbags, cintos de segurança mais reforçados e eficientes e assentos mais seguros.

Quando ocorre uma colisão, seja entre dois veículos ou entre um veículo e uma estrutura fixa (muro, por exemplo), sempre ocorre uma variação na quantidade de movimento dos ocupantes do carro. Por exemplo, vamos supor que a massa total (carro + passageiros) de um veículo seja de 800 kg e que ele esteja a uma velocidade de 15 m/s (54 km/h). A quantidade de movimento desse conjunto é de 12.000 kg.m/s. Um motorista que possui massa de 70 kg, dentro do carro, terá uma quantidade de movimento de 1.050 kg.m/s.

Vamos supor agora que o carro colida com um muro. Em tempo muito curto, a velocidade vai a zero e, assim, o impulso que o motorista sofre deverá ser de 1.050 kg.m/s, que nada mais é do que sua variação da quantidade de movimento. Quanto maior a velocidade do veículo antes da colisão, maior o impulso necessário para parar o motorista.

A maneira como o veículo é construído é um fator determinante para a segurança dos seus ocupantes. A indústria procura desenvolver projetos que permitam um tempo de colisão maior possível, já que para cada colisão o produto .∆t  será constante. Quanto maior o tempo da colisão, menor será a força e, por conseguinte, menor será a chance de danos ao ocupante do carro. Além de aprimorar a estrutura do carro, dispositivos de segurança também podem ser instalados.

Um dos equipamentos mais eficientes para evitar lesões em batidas é o airbag. Colocado entre os bancos da frente e o painel ou nas laterais, ele infla rapidamente quando ocorre uma desaceleração violenta. No caso de colisões frontais, o motorista se choca contra o airbag, que é muito mais flexível que o painel.

Considere duas colisões idênticas, mas leve em conta que em apenas uma das situações o carro possui airbag. A colisão motorista x airbag tem uma duração muito maior do que a colisão motorista x painel. Para os dois casos, a variação da quantidade de movimento do motorista é a mesma, mas o tempo que este leva para parar é muito maior na situação com airbag, resultando, assim, em menor força. Em termos numéricos, o airbag pode aumentar o tempo de colisão em até dez vezes. Tempos típicos de parada seriam 0,05 segundo sem airbag­ e 0,5 segundo com airbag. Com esses tempos e os dados acima teríamos para o motorista:

p_antes=m.v_antes

p_antes=70 x 15=1.050 kg.m/s

p_depois=0

∆p=0-1.050=-1.050 kg.m/s

Como

Com airbag­, teríamos:

e sem airbag:

A força que atua no motorista é dez vezes menor quando comparamos a situação com e sem airbag. A força calculada acima é a força média que atua durante o intervalo de tempo que dura a colisão com airbag ou com o painel.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física