calculo de veloidad por deformaciones

5/11/2018 Calculo de Veloidad Por Deformaciones

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Manual de reconstruccion deaccidentes de trafico

Es un caso mas real. Tarnbien son aplicables las mismas f6rmulas deconservaci6n de la cantidad de movimiento, pero hay que variar la deconservaci6n de la energfa mecanica,

Energfa cinetlca inicial = Energfa cinetlca final +Energfa de deformaci6n

1 2 1 2 1 ,2 1 ,2-m v +-m v =-mv +-m v +E2 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 2 de1En este libro, se explica un metoda para calcular las energfas de

deformaci6n de un vehfculo (capitulo 9).

6.2. Aplicacion de losfundamentos fisicos

Una vez analizados los fundamentos ffsicos que se van a necesi-tar para la resoluci6n de las reconstrucciones, se procsdera a apli-carlos a los casos reales que se pueden plantear.

6.2.1. Calcu10 de la ene rgia cinetlcaTodo objeto (vehfculo) en movimiento posee una energfa cinetica,

que sera:1 2E =-mvc 2

Siendo:m = Masa del vehfculo (kg)v = Velocidad, en m/sEc = Energfa cinetica, en julios

Para calcular la energfa cinstica de un coche que circula a 80km/h y cuya masa es de 1.000 kg, procedemos de la manera que seindica a continuaci6n.

Lo primero que se ha de hacer es transformar las unidades a unmismo sistema. Recordemos en este punto que, para pasar de km/ha mIs, hay que dividir entre 3,6, mientras que para efectuar el cambiode unidades inverso habra que multiplicar. Es decir, 1 m/s = 3,6 km/h.

Asf, 80 km/h = 22,22 m/sgE; = _ ! _ . m v2 = _ ! _ 1.000 kg (22,22 m/s)" = 246.864 Julios

2 2

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Fundamentos fisicos y su aplicacion ala reconstruccion de accidentes de trafico

6.2.2. Calculo de la energia de rozamientoEI efecto de frenada consiste, por tanto, en transformar la energfa

cinstica del vehfculo en movimiento en calor, debido al rozamientomutuo entre los elementos de frenado (zapatas de frenado y tambor;pastillas de freno con su disco y neumatico deslizando sobre el as-falto).

Por 1 0 tanto, cuando un cuerpo (coche) sufre un frenazo y bloquealas ruedas, la energfa que se disipa en la frenada es proporcional alrozamiento del neurnatico con el asfalto, al peso del vehfculo y a lalongitud de la frenada.

Eoz = f . 1 . N J

Siendo:f- l = Coeficiente de rozamiento entre neumatico y asfalto.N = Normal (en un plano horizonal, la componente Normal es

igual al peso).I = Longitud de la huella de frenada.A continuaci6n, se presenta una tabla de coeficientes de roza-

miento entre diferentes superficies asfalticas y neumatico,

COEFICIENTES DE ROZAMIENTO ( 1 - 1 )Estado NeummicosTerreno del terreno Nuevos Viejos

Seeo 0.9 - 0.7 0.6 - 0.4Horrniqon Mojado 0.6 - 0.4 0.4 - 0.3Seeo 0.9 - 0.7 0.6 - 0.4Asfalto gruesoMojado 0.6 - 0.4 0.4 - 0.3Seeo 0.9 - 0.7 0.6 - 0.4Asfalto normal Mojado 0.6 - 0.4 0.4 - 0.3

Barro 0.2 0.1Hielo 0.1 0.1

Ejemplo:Vamos a calcular la energfa de rozamiento disipada por un vehfcu-

1 0 de 1.000 kg de masa, que deja una huella de frenada de 40 metros.Pavimento en buen estado y seco: f- l = 0,8E ro z = u: N / = 0,8 1.000 kg 9,8 rn/s" 40 m = 313.600 JuliosSi se conoce la energfa de rozamiento disipada en los 40 metros

de frenada, sin colisionar contra ninqun obstaculo, se podra calcular CESVIMAP 173


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Manual de reconstruccion de accidentes de trafico

la velocidad que lIevaba este vehfculo en el momento de bloqueo delas ruedas. Esto es asf porque toda la energfa cinstica que posefa elvehfculo la ha disipado en forma de energfa de rozamiento aplican-do la siguiente f6rmula y despejando v:

E; = _ ! _ . m - v 2 = 313.600 Julios2v = ~2Ec = { 2 x 313.600 = 2 x 313.600 = 25 04 m/s = 90 km/hm ~ m 1.000 '

Tarnbien se podra calcular la energfa de rozamiento disipada porefecto del giro de un vehfculo. La energfa disipada en el giro sera:

Siendo:f- l = Coeficiente de rozamientoN = Componente normal del pesor = Angulo girado en radianes8/2 = Semibatalla del vehfculo

C.G.: Centro de gravedad Nomograma para el calculo de velocidades

Una forma rapida de poder determinar la velocidad de un vehfcu-1 0 a partir de una huella de frenada. siempre y cuando no hubiesecolisionado contra otro vehfculo u obstaculo, serfa mediante un no-mograma de velocidades.

La forma de proceder es la siguiente:En la columna de la izquierda se presentan las longitudes de des-

lizamiento. es decir. las longitudes de la huella de frenada en metrosy . en la columna de la derecha. los coeficientes de rozamiento.

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Fundamentos fisicos y su aplicacion ala reconstruccion de accidentes de trafico

Para determinar la velocidad, se debera tomar, en la columna dela izquierda, la longitud de la huella de frenada y , en la de la dere-cha, el coeficiente de rozamiento, en funci6n del estado del terreno.Si se unen ambos puntos, esta Ifnea cortara la columna central, ob-teniendose la velocidad de circulaci6n al comenzar a frenar.

N OMOGRAMA P AR A E L C ALC ULO D E V ELO CID AD ES2d = 0 ,0 03 94 v I (F f) metros

30 025 0200

v = 15,9V d (mfJ km lh

15 0

10 090807060

4 RE SI ST ENC IA A LDES L IZ AM IENTO( Fa c to r de adheren c iat.p en die nte ) m p3

2D i s ta n ci a dedeslizamiento

(metros)Ve loc idad(kmlh)

N omograma para e l ca lculo de ve locidades a partir de la hue lla de frenadoy d el co efic ie nte d e ro za mie nto .

6.2.3. Calculo de la velocidad en las curvas(peraltes)

AI tomar una curva, el vehfculo se ve sometido a una fuerza cen-trffuga (F) horizontal y otra vertical, correspondiente a su peso (P).

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La tercera consideraci6n importante es el estado de conserva-ci6n del vehfculo y su edad, influyendo notablemente factores como:

Perdidas de fluidos. Estado del cableado electrico, Sistemas de protecci6n. Danos anteriores al incendio.Otro factor significativo es el tipo de materiales con los que se ha

construido el vehfculo 0 que transportaba en el momento del incen-dio:

Recubrimientos interiores. Materiales inflamables. Carga peligrosa.La conjunci6n de todos estos facto res va a constituir la ecuaci6n

que cuantifica el riesgo de incendio en un vehfculo a motor.

7.4.1. Naturaleza de los incendiosde los vehiculos a motor

En primer lugar, el incendio puede producirse en el propio vehf-culo 0 alcanzarlo, habiendose originado en el exterior.

Vehfculo quemado con origen en el propio vehfculo.

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lnvesfiqacion de incendios en vehfculos

En ambos casos, el vehfculo se incendiara, ocasionando su masque probable perdida total. En este trabajo nos ocuparemos del pri-mer supuesto, en el que el origen del fuego se localiza en el propiovehfculo, independientemente de que se produzca antes 0 poste-riormente a un accidente de circulaci6n.

La forma de propagaci6n de un fuego es la misma, indepen-dientemente de que se trate 0 no de un vehfculo, por 10 que necesi-tara, adernas, combustibles, fuentes de calor y comburentes.

Tradicionalmente, la naturaleza de los incendios en vehfculos seha achacado a temas electricos, sin que ello reste importancia a losproducidos por ignici6n de combustibles Ifquidos 0 gaseosos 0, in-cluso, a aquellos ocasionados por alguna fuente de calor puntual.

7.4.2. CombustiblesTodos los vehfculos disponen de un motor termico, que necesita

combustible para producir energfa. Pero, ademas del propio com-bustible del motor, en el vehfculo existe un gran numero de materia-les combustibles, cuya participaci6n en un incendio puede resultardecisiva.

Interior de cuero.

Segun c6mo se comporten en la evoluci6n del incendio, habraque diferenciar entre combustibles primarios y secundarios.

Los combustibles primarios desempefian el papel de elementooxidante en la reacci6n qufmica 0 en el proceso tsrmico que originaun incendio.

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Manual de reconstruccion deaccidentes de trafico

Es el combustible que se encuentra en el foco del incendio y que10provoca.

EI combustible secundario alimenta y hace evolucionar y crecerel incendio, una vez producido. Como combustibles secundariosvan a actuar todos aquellos materiales que pueden arder, no s610aquellos en los que se origin6 el incendio.

En un vehfculo se pueden encontrar tres tipos de combustible: If-quidos, gaseosos y s6lidos.

Combustibles IfquidosExiste un numero muy elevado de combustibles Ifquidos en

un vehfculo; combinados con una fuente de calor pueden pro-ducir un incendio. En cualquier caso, aunque no ocasionen di-rectamente el incendio, con toda seguridad intervendran en suevoluci6n.

Para que se produzca la combusti6n es necesario que ellf-quido se gasifique. Por 10tanto, el peligro de ignici6n es mayoren aquellos Ifquidos cuya ebullici6n sea mas rapida 0 a menortempe ratura.

Los Ifquidos inflamables mas comunes en los vehfculos sonla gasolina, el gas6leo, ellfquido de frenos, el aceite del motory del cambio, etc.

Deposito de gasolina.198 CESVIMAP


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o20 30 40 50 60

/ t/~~D[]~~.~20:JI

Tiempo que transcurre desde el encuentro hasta que se produce la cafda sobre elcapo. Fuente: SAE_

marcha, el cuerpo del atropellado se movsra de la siguiente for-ma:

En el caso de velocidad baja, el cuerpo se deslizara desdeel parabrisas 0 cap6 al suelo. Si la velocidad es moderada,sera catapultado, proyectado desde el parabrisas.Si la velocidad es grande, sera proyectado por encima delparabrisas, sobre el techo y por detras del coche.

DESPUES DEL ATROPELLO Si el cuerpo permanece atrapado entre el parabrisas y el capo, la velocidad

con que se mueven es la misma 0 muy pareoida. Si el cuerpo no es atrapado, el peaton sale a un lado u otro del coche, ya que

el vidrio de la luna es convexo: al separarse el peaton, tornara otra drecoion. Si el cuerpo es proyectado por encima del parabrisas 0 del techo, probable-

mente no adquirira la misma velocidad que el coohe.

En el caso de que el coche disminuya su velocidad porel uso de los frenos, 1 0 hara a un promedio aproximado de246 CESVIMAP


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6,7 rn/s" (en asfalto seco). En caso de que el coche sea frena-do por el cuerpo, la deceleraci6n del coche oscila alrededor de2,9 m/s", modificando ligeramente la direcci6n del turismo alexistir un deslizamiento de la rueda. En tal caso, existiran res-tos biol6gicos y ropa en la carrocerfa 0 desparramados por elsuelo.

Arrastre. Movimiento del peat6n por el firme, el suelo, debidoal impulso a que es sometido.

8.2. Estudios estadisticossobre atropellos

Ssqun un estudio realizado por Euro NeAP, en colaboraci6n convarias asociaciones europeas de consumidores, a velocidades infe-riores a 32 km/h s610fallece uno de cada diez peatones, pero a ve-locidades superiores a 64 km/h son nueve de cada diez los quemueren.

Los puntos de impacto del peat6n sobre el vehfculo mas fre-cuentes se muestran en las figuras siguientes:

1,2% 2,4%26 %

1,2% ' 5 %,8 %

Atropellos

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Los accidentes con resultado de muerte por golpes en la cabezahan de producirse a mas de 30 km/h.

Un vehfculo no voltea al peaton con velocidades inferiores a 30km/h. EI volteo es total, en adultos, si la velocidad es superior a 40km/h. A partir de 35 km/h, la cabeza del psaton rompe el cristal delparabrisas.

EI cuadro adjunto muestra una estadfstica de la velocidad del ve-hfculo relacionada con la trayectoria del peaton.

TRAYECTORIA VELOCIDADTransporte sobre el capo 20 krrvhProyecoion hacia adelante 20 krrvh

Carda sobre el capo 40 krrvhVolteo por el techo 60 krrvh

Volteo con proyeocion 60 krrvh

En concreto, un estudio dell nstituto de Trafico de Illinois (USA) haestablecido las siguientes conclusiones:

- Si un vehfculo circula a menos de 40 km/h, aparecen dafiosen el frente (capo, rejilla, faros, paragolpes, etc.), y la posicionfinal del psaton se ubica por delante del vehfculo.

- Si circula entre 40 y 60 km/h, los dafios del vehfculo se pre-sentan en el frente (capo, rejilla, faros, paragolpes, parabrisas,etc.), y el peaton queda por delante del vehfculo.

- Si circula a mas de 60 km/h, los dafios se localizan en el fren-te del vehfculo, parabrisas y techo, y la posicion final del pea-ton queda por detras del vehfculo.

Todos estos datos ofrecidos se deben considerar siempre de unamanera orientativa, nunca matematica, y teniendo tarnbisn en cuen-ta que estas consideraciones estan realizadas para atropellos a per-sonas adultas por vehfculos de frente bajo (tipo turismo) y no defrente recto (furgonetas, camiones, etc.).

8.3. Denominacionde los atropellos

En terrninos generales, pueden diferenciarse cinco tipos de atro-pellos, sequn la trayectoria del cuerpo y la velocidad de desplaza-miento de los vehfculos.

1. Transporte sobre el vehfculo.2. Proysccion.

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3. Volteo.4. Levantamiento hacia el techo.5. Impulso mortal.TRANSPORTE

Atropellos

Este tipo de atropellos es muy frecuente y, generalmente, se pro-duce cuando el vehfculo esta frenando. En esta situacion, el psatones golpeado con la parte frontal en la zona superior del muslo, en-trando en contacto con el capo. La distancia de transporte dependede la geometrfa del frente, de la concavidad de la luna parabrisas yde la altura de la persona atropellada. Esta distancia finaliza instan-tes dsspues de que el vehfculo comience a frenar 0 porque el cuer-po se desliza sobre el capo hasta lIegar al lateral, donde cae al sue-1 0 . Despues de producirse la ssparacion de ambos, el peaton se vesometido a rodadura y arrastre por el suelo, en mayor 0 menor me-dida sequn la velocidad del vehfculo.

La velocidad media de estas colisiones es de 30 km/h. EI contac-to de la cara contra la luna parabrisas no suele ocurrir por debajo de40 km/h.

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