energia disipada al subir por un bordillo

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jordibenitez
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energia disipada al subir por un bordillo

Mensaje por jordibenitez »

Hola a tod@s,

Esto y en medio de una reconstrucción en donde un vehí­culo deja x huellas de frenada, sube un bordillo de 0,15 m, sigue atraviesando de forma oblicua una acera (x metros) y a continuación por una superficie de tirra (x metros) hasta que choca contra un árbol.

Mis dudas surgen:

1 ) En relación al bordillo, ¿se calcula por la energia potencial?: Epot= Masa*Gavedad*Altura (al del bordillo en metros)

2) Cual serí­a el coeficiente estimado a aplicar durante los metros que circula por la acera y por un tramo de tierra sin marcas de frenada.

Descarto los deperfectos sufridos en la frontal contra el í rbol que fueron bastante importantes (más de 30 cm de hundimiento).

Espero vuestras respuestas.

Gracias.
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maxtor
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Re: energia disipada al subir por un bordillo

Mensaje por maxtor »

Saludos cordiales.

Una cuestión práctica en la investigación de accidentes es la energí­a necesaria para que un determinado vehí­culo u objeto alcance una determinada altura, es la llamada energí­a potencial gravitatoria y es la energí­a cinética que se transforma en potencial cuando un objeto es lanzado hacia arriba. Dicha energí­a es proporcional a la masa del objeto y a la altura alcanzada y se define fí­sicamente como Epot = M * G * H (altura en metros).

En tu caso es una energí­a más a calcular y que se disipa en el proceso total de detención y simplemente introduces la Masa del turismo ( tara más ocupantes) por el factor gravitatorio de 9.8 y por la altura del bordillo de la acera en metros, 0.15metros y te arrojará una determinada energí­a en julios que la añadirás al sumatorio final al aplicar el Principio Conservación de la Energí­a.

En cuanto al tema del coeficiente de rozamiento por la acera y por zona de tierra, la lógica hace pensar que el conductor que en primera instancia estaba frenando por la evidencia de las marcas sobre la calzada aunque impactara contra el bordillo de la acera y se subiera encima unos metros el mismo continuara frenando por ambos tramos previos a la colisión, esto es, por la acera y por la tierra. Los coeficientes de frenada por acera y por tierra los tienes publicados en esta misma web, y no son difí­ciles de encontrar en cualquier publicación; pero enfocar dicha posibilidad de que el turismo frenara en la acera y sobre la zona de tierra es rebatible ante la ausencia de marcas de frenada o de cualquier tipo que evidenciara derrape o fricción metálica, etc.

Cabe la posibilidad de que el conductor al subirse al bordillo de la acera y si la distancia ante el punto de impacto contra el árbol no era muy grande y al venir bloqueado por la frenada en la calzada y ante la imposibilidad de direccionar su vehí­culo para evitar la colisión puede ser que dejara de frenar por el pánico de la inminencia del impacto y por esos en esos metros desde la calzada hasta el punto de impacto no observas frenada alguna.

De todas formas lo único objetivo que tienes son una marca de frenada, energí­a potencial para salvar el bordillo de la acera, el movimiento sobre acera y tierra que yo personalmente lo enfocarí­a como rodadura libre – ante la imposibilidad de determinar que el vehí­culo decelerara – y finalmente la energí­a cinética de la deformación – que no olvidemos que es de las más importantes y aunque se suele obviar –

La colisión contra árboles tiene unas caracterí­sticas especiales. En este caso la zona de contacto entre el lateral del vehí­culo y el árbol es muy reducida limitándose a la anchura del árbol. La zona de contacto directo está muy deformada y el resto de deformación es inducida. En este tipo de choques los modelos formulados para choques contra barrera rí­gida o entre vehí­culos no pueden aplicarse ya que los errores pueden ser fácilmente superiores a un 30%.

Utilizaremos un método energético que relaciones la energí­a especifica absorbida y la deformación residual, cuya expresión es la siguiente:

(Ea /m) = (F*L)/m * ln ( 1- (D/L)) ˉ¹


Donde:

Ea Energí­a absorbida en la colisión – Julios –
Ea / m Energí­a especí­fica absorbida en la colisión – J / kg –
F Fuerza de deformación considerada constante – Newton –
M masa total del vehí­culo ( incluidos ocupantes y carga) – Kg.
D Profundidad de deformación residual del vehí­culo – mts –
L Longitud del vehí­culo – mts –
D / L Profundidad de deformación normalizada.

La energí­a especí­fica absorbida, despreciando los efectos de la restitución, es independiente del tamaño del vehí­culo, es decir, para todos los vehí­culos que colisionan a una misma velocidad el valor de Ea / m es el mismo.

Partiendo de esta consideración para una colisión como la tuya puedes obtener la siguiente expresión, si el valor de ln ( 1- (D/L)] ˉ¹ es mayor que 0.05, como ocurre a velocidade altas, siendo la expresión la siguiente:

Ea / m = 1191 [ln ( 1- (D/L)ˉ¹ - 0.0235]

El cálculo de velocidad equivalente de barrera o EBS a partir de la energí­a especifica absorbida es el siguiente:

(EBS) = 3.6 * QSR ( 2*Ea/ M) ( km / h).

Y para el cálculo de la velocidad de colisión contra postes la expresión es la siguiente:

V col = (m / ms) * (EBS) ( km / h).

Donde:

m Es la masa total del vehí­culo (incluidos ocupantes y carga) – kg.
ms Masa estándar del vehiculo – sin ocupantes ni carga – kg.

Si el impacto no se produce alineado con el centro de gravedad del turismo, es necesario una corección en la ms.

Bueno es algo lioso si no lo has hecho nunca, pero el proceso de medición es el mismo que en los habituales sistemas de cálculos de velocidad por deformación, pero ante impactos contra farolas, postes o árboles no se deben aplicar los habituales métodos de Campbell, McHenry, Prasad.

Lo referido en cuanto a las deformaciones viene publicado en el Libro “Introducción al análisis de deformacionesâ€
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jordibenitez
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Re: energia disipada al subir por un bordillo

Mensaje por jordibenitez »

Hola compañero,

Gracias por tu respuesta.
El primer planteamiento, esto es, las energias transformadas en la huella de frenada y el bordillo, lo he realizado como lo has dicho. Sobre las superficies de la acera y tierra he sido conservador con los coeficientes de adherencia porque no tení­a claro cuales emplear. Así­, para los tramos sobre la acera y la supercie de tierra lo he calculado con unos coeficientes de 0,35 y 0,30 respectivamente. Ha sido arbitrario pero he preferido ser conservador. Aun así­, la velocidad era superior a la fijada por la ví­a.
Lo que no tengo claro son los coeficientes a emplear cuando no hay frenada y el vehiculo se ha detenido (colisionado, chocado, etc.) por la propia inercia para cada una de las superficies (asfalto, acera de loseta, tierra, etc.). Parace que las tablas que hay publicadas se refieren sólo coeficientes de adherencia del neumí tico con la calzada con bloqueo de rueda, pero no cuando ha habido rodadura libre, es decir, sin acción del freno.
Respecto al análisis por deformación, es algo que todaví­a tengo pendiente asimilar. Tengo el manual análisis por deformaciones de Juan José Alba López, Alberto Iglesia Pulla y Raúl Alonso Serrano, pero me nublo cuando lo abro. Intento asimilar la explicación más sencilla y más ilustrada del manual de CESVIMAP, aunque no recoge los calculos por deformación contra postes, árboles, etc. (o así­ me ha parecido ver).

Bueno, voy poco a poco. En verdad soy el único de mi plantilla que hace algo más que aplicar la fórmula de Stanand Baker.

Te mande también mis dudas a tu correo personal. No sé si lo habrás recibido. Si es así­, te mandaré una fotografia del los daños frontales del vehí­culo.

Un abrazo.
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jordibenitez
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Re: energia disipada al subir por un bordillo

Mensaje por jordibenitez »

Hola nuevamente,

He estado repasando todos la infomación que me has pasado durante estos años (como pasa el tiempo) y en verdad me ha servido de mucho.

Tengo intención, cuando pueda, en hacer un buen curso de investigación y reconstrucción de accidentes. Tengo varias opciones y todas ellas cuestan lo suyo. Me gustarí­a, si lo sabes (o quien lo sepa del foro), cuales de los cursos ofertados a distancia valen más la pena. Recientemente he recibido información de CEVISMAP, que oferta un curso de reconstrucción de 250 h, aunque puede hacerse en dos módulos. El enlace es: http://www.mapfre.com/wcesvimap/es/cinf ... fico.shtml
La universidad politécnica de cataluña UPC ofrece otro con menos carga lectiva (80 h.)
Luego está el de la Universidad de Valencia.
No sé qué opinión tienes (o tenéis para el resto) respecto a todo esta oferta u otra que no conozca y que valga la pena.

Gracias de antemano.

Un saludo.
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maxtor
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Re: energia disipada al subir por un bordillo

Mensaje por maxtor »

Saludos compañero.

La rodadura libre supone que el neumático al rodar libremente sin fricción generada por fuerza de frenada o derrape aún así­ genera unas fuerzas de fricción y que son útiles en cálculos de velocidad, principalmente la energí­a cinética disipada por el contacto entre el neumático y la calzada viene producida por dos fenómenos fí­sicos: la adhesión y la histéresis. Las fuerzas de adhesión se forman por la atracción entre moléculas de ambas superficies en contacto, en áreas con una alta presión localizada, debido al giro de la rueda o al deslizamiento el enlace entre las moléculas se rompe y se genera constantemente, disipando energí­a y dando lugar por tanto a fuerzas de fricción.

Las fuerzas generadas por el fenómeno de la histéresis son debidas a la constante deformación que sufre la banda de rodadura por las irregularidades de la superficie de la carretera o terreno sobre el que pase la rueda. Estas irregularidades tienen unas longitudes de onda que varí­an entre 0.5 y 50 mm con amplitudes entre 0.01 y 20 mm. Cuando se deforma la banda de rodadura, para recuperar la forma inicial, se genera una fuerza en sentido contrario a la que provoca la deformación. Toda la energí­a de comprensión no se recuperar y termina disipándose en forma de calor y generando fuerzas de fricción.

Ambos fenómenos influyen en la fuerza de rozamiento final y depende de varios factores como la velocidad, terreno, temperatura interna de la rueda, etc.

Cuando el neumático rueda libremente sin aplicación de ningún par a su eje es necesario aplicar una fuerza paralela al plano de rodadura para lograr su movimiento. La condición de equilibrio en dirección longitudinal impone la existencia de una fuerza igual y contraria aplicada en la zona de contacto neumático – suelo; esta fuerza es conocida como resistencia a la rodadura – Rr – y la relación entre esta fuerza y la carga normal a la superficie de rodadura (P) aplicada a la rueda, se denomina coeficiente de resistencia a la rodadura (fr = Rr / P).

Algunos resultados experimentales han señalado que en intervalos de velocidades de 128 a 152 km / h, las pérdidas se distribuyen de la siguiente forma: debido a histéresis interna un 90 – 95 %; debido al rozamiento neumático – suelo 2- 10 %; debido a la resistencia del aire 1.5 – 3 %.

En el libro “Teorí­a de los vehí­culos automóvilesâ€
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maxtor
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Re: energia disipada al subir por un bordillo

Mensaje por maxtor »

Continúo...

El libro de deformaciones que hemos comentado yo creo que es de lo mejor que hay en el mercado en castellano sobre la problemática del cálculo de velocidad por deformación, y tienes un capí­tulo entero dedicado a la colisión contra postes fijos tipo árboles, donde ya se deja claro que hay que tener cuidado con los métodos tradicionales energéticos ya que sobredimensionan la velocidad hasta un 30 %. Es un libro complicado por el alto nivel de matemáticas que las formulaciones implican, pero las formulaciones finales las dejan claras y te aportan tablas de coeficientes de rigidez más que útiles.

Incluso como anécdota fí­jate en el supuesto real final y verás como cuando aplican el Principio de Conservación Cantidad de Movimiento en el movimiento post-colisivo aplican coeficientes de rodadura libre y para uno de los turismos aplican un fr de 0.015 para asfalto y lo considera un coeficiente conservador de rozamiento.

Yo hice en su dí­a el curso de EPU de la Unv. de Valencia, fue un pastón y en lí­neas generales salí­ satisfecho pero habí­a mucha información que ya tení­a, y luego he hecho cursos presenciales cortitos y todo lo que he hecho en mi vida profesional me ha dejado una cosa clara: todo está en los libros. Hoy en dí­a los cursos nos aportan titulaciones pero conocimiento puro y duro es más que factible un proceso de autodidactismo personal con los libros de reconstrucción o fí­sica. Ya llevo tiempo desconectado de cursos y demás aunque siempre que sale algo nuevo de literatura sobre accidentologí­a me lo compro, y cuando acabe los estudios de derecho que actualmente haré el curso de la UP de Cataluña que por lo menos tiene un exámen presencial al final y motiva más.

El libro de mapfre trata bastante simplificado y claro el tema de la reconstrucción por deformación, pero en el caso concreto de impacto contra árbol ni menciona las otras formulación y deja abierta la posibilidad de aplicar el método de Campbell ha dicho tipo de impacto. Para empezar creo que está bien explicado la formulación y la toma de cotas de deformación pero posa cosa más. Respecto a los cursos no he hecho ninguno ya que las pocas horas y el precio me echan para atrás.

Hay un curso presencial en Madrid, del Colegio de Ingenieros que dura una semana presencial que me parece interesante por el temario y cuando pueda lo haré, pero poco más que decirte compañero sobre los cursos ya que son opiniones.

Otra forma de manejar este mundillo es pagarte clases particulares de fí­sica aplicada a la reconstrucción, eso es lo que yo hice en su dí­a con el manual de deformación, contraté a un fí­sico - ingeniero mecánico que daba clases particulares y me metió a calzador el libro, tardé tiempo y me costó un pastón pero sólo con verle la cara el dí­a que me presenté en su casa valió la pena.

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