O sistema de segurança passiva requer conhecimento e cuidados específicos

Acidentes de trânsito são inevitáveis em qualquer canto do mundo e mesmo as rodovias mais modernas não escapam desta estatística ruim. O air bag então surgiu com o intuito de ajudar na preservação da integridade física dos ocupantes de um veículo no caso de uma colisão. Estudos apontam que o risco de morte diminui na  ordem dos 30% quando da utilização correta do conjunto air bag e cintos de segurança.

 Com a orientação do instrutor técnico Melsi Maran, da escola Senai Conde José Vicente de Azevedo, localizada no bairro do Ipiranga, em São Paulo, transmitiremos algumas dicas de manuseio e manutenção do sistema de segurança passiva (pós acidente).

História
Desde a década de cinquenta os engenheiros automobilísticos já desejavam criar uma bolsa inflável nos moldes das encontradas atualmente. Para termos uma idéia de como o processo de desenvolvimento foi oneroso e demorado, a Mercedes-Benz, por exemplo, investiu cerca de duzentos e cinquenta testes de impacto, mais de sete milhões de quilômetros em testes de rodagem, sem contar as incontáveis horas de desenvolvimento em laboratório. Finalmente em dezembro de 1980 o sedan top de linha, Classe S, foi o primeiro veículo lançado ao mundo com o equipamento. Além do sistema, havia também os cintos de segurança dianteiros com pré-tensionadores. 

O nome air bag (bolsa de ar) possui conotação fictícia, visto o gás de enchimento ser o nitrogênio.

Funcionamento
O sistema de segurança passiva é composto pelas se­guintes peças: módulo de con­trole (cérebro do sistema), chi­cote, sensores inerciais (ace­­­lerômetro), bolsas insufláveis, contator rotativo e cintos pi­­rotécnicos (pré-tensionadores).  

O módulo de controle é basicamente composto de uma esfera, molas, sensores do tipo piezoelétricos (que ao ser exposto à deformação gera tensão elétrica), placa e capacitores. Ao frear o veículo, esta esfera irá comprimir a mola, porém a desaceleração não será suficiente para gerar valor de tensão no sensor (força G limitada). No caso de uma colisão, a esfera vencerá a tensão da mola com violência (força G superior à encontrada em frenagens), atingindo o sensor, deformando-o e gerando tensão elétrica, que por sua vez será amplificada pelos capacitores e conduzida pelo chicote até as bolsas insufláveis.

Esta tensão servirá de ignição para os compostos azida de sódio (NaN3) e nitrato de potássio (KNO3) que reagem muito rapidamente, produzindo um grande pulso de gás nitrogênio quente. Isso faz com que a bolsa infle em direção à parte externa do volante ou painel. Um talco é adicionado entre as dobras da bolsa, produzida em poliamida (material sintético de alta resistência), com a finalidade de permitir a perfeita abertura quando necessário, livre de interferências e atritos.

As bolsas possuem furos para a saída do nitrogênio quando o peso do corpo a atinge (válvula de escape), permitindo assim o amortecimento.
Abaixo temos a sequência de funcionamento do air bag:

 

Impacto + 15 milésimos de segundos

 • Um forte afrouxamento do cinto é registrado.
• Ignição do dispositivo pirotécnico (o módulo do air bag reconheceu a desaceleração acima do valor tolerável em frenagens).
• O condutor está ainda sentado em posição normal sobre o seu acento.

Impacto + 20 milésimos de segundos

• A bolsa insuflável inicia a saída ao mesmo tempo em que o condutor desloca-se para frente.
• Início da deformação da carroceria.

Impacto + 40 milésimos de segundos

• A bolsa está completamente insuflada com nitrogênio a alta temperatura.
• O cinto de segurança está posicionado firmemente contra o condutor, sem sobras.
• A energia do choque foi parcialmente absorvida.

Impacto + 80 milésimos de segundos

• O veículo está imobilizado.
• A carroceria está deformada.
• O condutor mergulha para frente, cabeça e peito vêm de encontro à bolsa insuflada.
• Uma abertura calibrada existente na bolsa permite a evacuação rápida dos gases. para o lado do pára-brisa e o consequente amortecimento do ocupante.


Impacto + 120 milésimos de segundos

• O condutor retorna para trás sobre o seu lugar.
• A bolsa insuflável está praticamente vazia.
• A visibilidade do condutor está de novo assegurada.
• A bolsa insuflável não é um obstáculo à evacuação do veículo.

Cintos pirotécnicos
Como a velocidade de saída da bolsa supera os 300km/h, a presença de cintos bem afivelados e livres de folgas é regra. Para resolver este problema, os engenheiros automobilísticos desenvolveram os pré-tensionadores, comumente chamados de cintos pirotécnicos, pois utilizam o princípio da combustão em um ambiente controlado (cilindro) para recolher as sobras do cinto. Vamos conhecer agora os detalhes do funcionamento.

O propósito de um pré-tensionador é eliminar a sobra de tecido do cinto no caso de um acidente. Enquanto o cinto de segurança convencional impede que o cinto se estenda além do necessário, o pré-tensionador recolhe o próprio cinto. Desta maneira ajuda a mover o passageiro para uma posição favorável no assento e garantir a integridade corporal.

Existem diversos modelos de pré-tensionadores, sendo que alguns impulsionam todo o mecanismo de retração para trás e outros fazem a própria bobina girar. Em geral, os pré-tensionadores estão ligados ao mesmo módulo de controle central, que ativa os air bags dos veículos. Os pré-tensionadores podem ser construídos em torno de motores elétricos e solenóides, mas os modelos mais populares usam a pirotecnia para recolher o cinto.

O elemento principal nesse pré-tensionador é um cilindro de gás combustível. Dentro do cilindro, há outro menor, com um detonador de material explosivo. Este cilindro menor é equipado com dois eletrodos, presos por cabos ao processador central.  Ao ocorrer a colisão, imediatamente o módulo emite uma corrente elétrica pelos eletrodos. As fagulhas dos eletrodos acionam o detonador, que entra em combustão para inflamar o gás dentro do cilindro. O gás em combustão gera muita pressão externa. A pressão empurra o pistão do cilindro, forçando-o para cima a grande velocidade.

Uma engrenagem de resposta é ligada a um dos lados do pistão. Quando o pistão dispara, a cremalheira junta uma embreagem conectada ao sistema de retração da bobina. A cremalheira rotaciona a bobina fortemente, enrolando qualquer sobra de tecido do cinto de segurança.

 Sistema Roll-Over de proteção (anticapotamento)
Os veículos conversíveis modernos estão dotados do sistema Roll-Over, que em caso de capotamento ativa uma catraca que suspende os encostos de cabeça traseiros, ou um suporte independente. Um módulo à parte é necessário, com inclinômetro interno que identifica a situação. Caso o sistema seja armado, todos os componentes deverão ser substituídos, inclusive o módulo. As catracas não permitem reaproveitamento após terem sido armadas.

Quando o gás é injetado, a pressão empurra o pistão para girar o retrator

Dentre os automóveis que já utilizam a tecnologia, podemos citar o Peugeot 307cc, Mini Cooper, BMW Z4 Roadster, Bentley, New Beetle, entre outros.

 Tendências
Os projetos mais modernos de segurança passiva dispõem de novidades tecnológicas que nos surpreende a cada lançamento. Podemos citar:
- Sensores que identificam se existe passageiro ou não (através do peso), eliminando a necessidade de desligar manualmente o dispositivo.   
- Acionamento dividido em estágios, com inteligência capaz de decidir qual bolsa será insuflada (ex: numa colisão frontal, o sistema isenta a ativação de uma cortina traseira).
- Gás insuflador de temperatura mediana. Os sistemas atuais geram alta temperatura no momento da ativação, o que poderá ocasionar leves queimaduras nos ocupantes. De olho nesta oportunidade de melhoria, a empresa TRW lançou a tecnologia SHI2 (warm gas inflator), traduzindo, gás de insuflagem morno, que isenta de queimaduras as vítimas de acidente no qual as bolsas sejam disparadas.


Raio-x das catracas do sistema Roll-Over

Dicas práticas de condução
- Todo veículo equipado com air bag necessita da utilização em conjunto do cinto de segurança. Somente assim o sistema de segurança passiva poderá atingir a máxima performance e cumprir o prometido.
- O uso de óculos poderá ocasionar ferimentos no rosto dos ocupantes em caso de acidente.
- A posição de empunhadura do volante deve ser “15 para as 3” de um relógio de ponteiros.

 Dicas práticas na oficina
- Antes de efetuar qualquer reparo que necessite a remoção do air bag, o reparador deverá desligar o borne negativo da bateria e aguardar 15 minutos. Este período garante que em veículos multiplexados os parâmetros de injeção e imobilização sejam todos armazenados, ao mesmo tempo em que os capacitores do módulo de controle do air bag fiquem completamente descarregados.
- Em funilarias, o borne negativo da bateria também deverá ser desligado, pois dependendo do local onde as pancadas serão necessárias para os reparos, poderá ocasionar geração de tensão no sistema de ignição das bolsas, provocando a ativação. O plug do módulo também poderá ser desconectado.
- Ao remover o volante, lembre-se de alinhá-lo com as rodas (linha reta), visto o contator rotativo localizado na coluna de direção ser limitado a certo número de voltas para cada lado (em média 4,5 voltas para cada lado). Se a etapa de centralização das rodas e volante for ignorada, ao montá-lo no lugar poderá ocorrer o rompimento interno ao esterçá-lo completamente para um dos lados.
- Ao descartar a bolsa insuflável o reparador deverá utilizar fiação com um comprimento mínimo de 15 metros (distância de segurança). Em seguida posicioná-la para cima (prenda a uma morsa). Certifique-se que não há pessoas, animais ou objetos frágeis próximos ao local. Por último basta encostar as pontas dos fios nos bornes positivo e negativo da bateria.
- Ao receber na oficina um veículo que tenha sofrido o disparo do air bag e cintos pirotécnicos, certifique-se no manual de manutenção do respectivo modelo para saber se o chicote e módulo poderão ser aproveitados. Os sistemas antigos da década de 90 necessitavam da troca completa, incluindo o chicote elétrico. Já os automóveis mais modernos podem, em alguns casos, aproveitar o chicote e módulo.
- Os módulos da window bag, leg bag e side bag costumam ser fixados abaixo dos bancos ou na lateral.
- Os sistemas modernos per­­mitem um completo diag­nós­­tico de funcionamento e falhas através de scanner, prin­ci­palmente após efetuar o desligamento de algum plug ou sensor.

Empunhadura correta para a condução em um veículo equipado com air bag


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