ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL bolsas de aire

En este capítulo queremos ocuparnos del sistema bolsa de aire. Nos gustaría explicar todos las refacciones, su función, cómo se ponen en marcha y los posibles pasos a seguir para localizar una avería. Dado que la tecnología, desde la introducción de los sistemas bolsa de aire, se ha desarrollado de manera vertiginosa en los últimos años, vamos a describir las piezas y los procesos de manera general.

Para obtener una visión más detallada de los sistemas en algún vehículo concreto, deberán consultarse las indicaciones del fabricante del vehículo. Las tareas de mantenimiento y diagnosis solamente podrán ser realizadas por personal debidamente cualificado y formado.

Deberán tenerse en cuenta todos las prescripciones y las directrices legales. En los años 60 surgieron las primeras ideas para crear un sistema bolsa de aire. En aquella época representaba un obstáculo enorme el tiempo que necesitaba la bolsa de aire para hincharse. Se intentó solucionar este problema con aire comprimido. Sin embargo, esta opción no cumplía con los requisitos necesarios. A principios de los años 70 se lograron los primeros éxitos y la bolsa de aire podía inflarse en el tiempo previsto con la ayuda de cargas propulsoras y pirotécnicas.

Los primeros sistemas bolsas de aire se introdujeron a mediados de los 70 y principios de los 80 en vehículos de gama alta. A finales de los 80 se introdujo la bolsa de aire para el acompañante, y poco o poco se crearon otros modelos, como p.ej. la bolsa de aire para la cabeza o para los laterales. Actualmente, los sistemas bolsas de aire forman parte del equipamiento estándar de un vehículo.

La unidad de control es el núcleo del sistema bolsa de aire y se ubica en el centro del vehículo. Normalmente se encuentra en la zona del tablero de instrumentos, en la zona llamada túnel central.

Cumple con las siguientes funciones:

• Detección de accidentes.
• Detección a tiempo de las señales emitidas por los sensores.
• Activación a tiempo de los circuitos de encendido necesarios.
• Suministro de energía de los circuitos de encendido por medio del condensador, independientemente de la batería del vehículo.
• Autodiagnosis de todo el sistema.
• Registro de los fallos surgidos en la memoria de averías.
• Encendido del testigo luminoso de control de la bolsa de aire si falla el sistema.
• Unión a las otras unidades de control por medio de CAN-Bus.

Dependiendo del sistema bolsa de aire y del nº de la bolsas de aire disponibles, los sensores de accidente y de aceleración se encuentran directamente en la unidad de control, o también pueden ubicarse como si fueran satélites en el frontal o en el lateral del vehículo

Los sensores frontales siempre se montan de dos en dos. Por regla general se trata de sensores que trabajan según el sistema masa-resorte. Dentro del sensor se encuentra una polea que se ha llenado con un peso enorme. Esta polea de peso está rodeada por una abrazadera de bronce, cuyo extremo va fijado a la polea de peso y a la carcasa del sensor. Esta circunstancia permite a la polea de peso un único movimiento cuando la fuerza aplicada procede de una dirección determinada. Si se aplica la fuerza, la polea de peso gira contra la abrazadera de bronce y cierra por medio de un contacto el circuito de corriente hacia la unidad de control. Para la autodiagnosis, el sensor lleva una resistencia con una impedancia muy elevada.

El sensor Safing tiene la función de evitar que la bolsa de aire se active involuntariamente.

Está conectado en línea con los sensores frontales. El sensor Safing va integrado en la unidad de control de la bolsa de aire. Está compuesto por un contacto Reed, dentro de un tubo lleno de resina, y de un imán con forma de anillo. El contacto Reed abierto se encuentra dentro de un tubo lleno de resina sobre el que se encuentra el imán con forma de anillo. El imán va sujeto al extremo de la carcasa por medio de un muelle. Si se aplica fuerza, el imán se desliza contra la potencia del muelle a través del tubo lleno de resina y cierra el contacto Reed. Con ello, el contacto para activar la bolsa de aire está cerrado.

La bolsa de aire del volante está compuesto por una bolsa de aire que posee un volumen de aprox. 67 l, de un soporte para la bolsa, de un generador situado sobre el soporte del generador y de una cubierta de la bolsa de aire (cubierta del volante). En caso de accidente, la unidad de control encenderá el generador. Para ello se calienta un fino alambre mediante corriente de encendido, y este fino alambre enciende el cebador.

A continuación, no se produce una explosión, sino una combustión de la carga propulsora. Dicha carga propulsora está formada por un compuesto llamado azida de sodio. El gas que surge durante la combustión se expande y reacciona con el oxidante (un medio de proporcionar oxígeno, como p.ej. el óxido de cobre o de hierro) hasta convertirse casi en nitrógeno puro, que es lo que llena la bolsa de aire. Debido a la toxicidad de la azida de sodio también se emplean otros combustibles sólidos, sin ácido, como carga propulsora. Éstos no sólo reaccionan ante el nitrógeno, sino también ante el dióxido de carbono (aprox. 20 %) y el vapor de agua (aprox. 25 %). El agente expansor se encuentra normalmente en forma de pastilla, guardado al vacío en la cámara de combustión.

En las bolsas de aire laterales (llamados Thorax bags), el proceso es muy parecido aunque, debido a la deformación que sufren las bolsas (zona de arrugas), se necesita un encendido mucho más rápido de los generadores del gas para llenar las bolsas de aire. En caso de accidente lateral, con una velocidad de aprox. 50 km/h, deberá producirse el encendido de los generadores tras unos 7 ms, y la bolsa de aire deberá estar completamente llena tras 22 ms. Las bolsas de aire laterales van montados en el revestimiento de la puerta o en el respaldo del asiento. Cuando se trata de la bolsas de aire de cabeza debemos diferenciar entre el modelo hinchable de estructura tubular y el modelo de cortina hinchable. El modelo hinchable de estructura tubular fue la primero bolsa de aire para la cabeza. Tenía el aspecto de una salchicha que se desplegaba desde el techo sobre las puertas delanteras. El modelo de cortina hinchable se extiende sobre toda la parte superior del lateral del vehículo. Se monta dentro del marco del techo, sobre las puertas del vehículo.

La bolsa de aire está compuesta por un tejido de poliamida muy resistente y de larga duración. Posee un coeficiente de fricción muy bajo para que pueda desplegarse fácilmente y para que el contacto con la piel sea más suave. Para proteger la bolsa de aire y para evitar que se quede "pegada", se le ha espolvoreado talco, que forma una nube blanca cuando la bolsa se despliega. En su interior lleva cintas de unión que sujetan la bolsa de aire cuando se hincha, dándole la forma deseada. En la parte trasera lleva aberturas de corriente a través de la cuales puede escaparse el gas.

Existen 2 maneras de doblar la bolsa de aire: La manera estándar y la que tiene forma de estrella. La que tiene forma de estrella se despliega hacia el conductor de un modo menos extendido, lo que resulta una ventaja cuando los ocupantes del vehículo no se encuentran sentados en la posición debida.

El cable espiral representa la unión entre la rígida columna de dirección y el volante móvil. Permite asegurar la comunicación entre la unidad de control de la bolsa de aire y el generador de gas durante el movimiento giratorio del volante. La lámina conductora va enrollada de tal manera que es capaz de seguir el movimiento giratorio de 2,5 giros en cada dirección.

Es importante ser muy cuidadoso a la hora de montar o desmontar este cable espiral. Deberá garantizarse que la dirección se encuentre en la posición central y que las ruedas también se encuentran rectas. Si se ha desmontado el cable espiral, no podrá volver a enrollarse.

Para poder controlar mejor el uso de las bolsas de aire y para evitar que se activen innecesariamente, existe una detección de ocupación de los asientos. La detección de ocupación de los asientos puede realizarse de distintas maneras. Se utilizan unas alfombrillas que actúan como sensores de peso y que están formadas por sensores de presión y por una electrónica de evaluación. Estos sensores de peso en forma de alfombrilla pueden integrarse solamente en el asiento del acompañante o también, en los vehículos más modernos, en el asiento del conductor y en los asientos traseros. También existe la opción de utilizar sensores infrarrojos y de ultrasonido. Se montan en la zona de las luces interiores / del espejo retrovisor, y supervisan tanto la ocupación de los asientos como la posición del acompañante. De esta manera puede detectarse una posición incorrecta a la hora de sentarse.

La información sobre la ocupación de los asientos tiene una influencia directa sobre la activación de las bolsas de aire, la activación de los tensores del cinturón y también sobre los reposacabezas activos. Si algún asiento no está ocupado, el sistema bolsa de aire lo detecta y, en caso de accidente, no activaría los correspondientes sistemas de protección.

Para una mejor identificación de los cables y de los enchufes de la bolsa de aire, éstos son de un color amarillo muy llamativo.

Dentro de los enchufes se encuentra un puente para cortocircuitos que evita que la bolsa de aire se active de manera involuntaria cuando haya que realizar alguna tarea en ellos. Esto podría ocurrir, por ejemplo, si existiera carga estática.

El puente para cortocircuitos es un contacto que, al separar la conexión del enchufe, une los dos contactos dentro del enchufe, con lo que se evitarían posibles caídas de potencial.

El tensor del cinturón tiene la función de evitar que el cinturón esté "muy flojo" en caso de accidente. Esta situación puede producirse por llevar ropa muy amplia y vaporosa, o por adoptar una posición sentado "demasiado relajada". El tensor del cinturón puede ir integrado en el cierre o en la bobina del cinturón. Si el tensor del cinturón va integrado en el cierre, se compone p.ej. de las siguientes piezas: tubo rígido, cordón, pistón, generador de gas y cebador. En caso de accidente, el generador de gas se enciende como en la bolsa de aire. El gas se expande y desliza el pistón en el tubo rígido. Gracias a que el cordón une el pistón con el cierre del cinturón, éste último se desplaza hacia abajo, y con ello se evita que el cinturón quede demasiado flojo. Si el tensor del cinturón va integrado en la bobina del cinturón, se evita que el cinturón quede demasiado flojo por medio de un sistema mecánico especial para enrollarlo.

En caso de activación se enciende un generador que pone en movimiento una serie de bolitas. Las bolitas giran un rodillo que está unido a la bobina del cinturón. Debido al movimiento giratorio, el cinturón se enrolla de una manera predefinida. Las bolitas caen a continuación en un recipiente pensado para ello, con el fin de que no sufran ningún daño.

Otras posibilidad es el "principio del motor rotativo". En este caso, si se activa la bolsa de aire, se acciona un pistón circular debido a la carga propulsora, y este pistón evita, gracias a su movimiento giratorio, que el cinturón quede demasiado flojo. Para minimizar la carga en el pecho en caso de accidente, se ha instalado un delimitador de potencia del cinturón en el cinturón del conductor y en el del acompañante.

Para evitar el peligro que supone un cortocircuito y el consiguiente fuego que puede ocasionarse, la batería de la red de a bordo se desconecta durante un accidente.

Esta circunstancia se produce por medio de un relé de desconexión o de un generador de gas. La señal para la desconexión de la batería procede de la unidad de control de la bolsa de aire. El generador de gas funciona en este caso de manera parecida al tensor del cinturón. Cuando se activa la bolsa de aire, se separa la conexión entre la batería y el cable de conexión dentro del borne conectado.

En términos generales debe tenerse en cuenta que las tareas que deban realizarse en el sistema bolsa de aire solamente deben ser efectuadas por personal cualificado, debidamente formado.

También es importante respetar todas las prescripciones legales y las indicadas por el fabricante del vehículo. Estas mismas normas deben aplicarse a la hora de deshacerse de las bolsas de aire viejos o de aquellos que ya hayan sido activados. Se recomienda formar a todos los trabajadores del Taller ya que, aunque muchas tareas que no están relacionadas necesariamente con la bolsa de aire, a veces es necesario desmontar la bolsa de aire o el tensor del cinturón. Por ejemplo, en las labores relacionadas con el tablero de instrumentos.

Al igual que en las tareas de buscar fallos y realizar diagnosis en otros sistemas, también aquí deberá comenzarse con una inspección visual. En dicha inspección deberá comprobarse si alguna pieza visible del sistema bolsa de aire presenta algún daño y si las conexiones de los contactos están unidas correctamente. Una causa de fallo bastante común es una mala conexión a los tensores del cinturón o a las bolsas de aire laterales en los asientos delanteros. Debido al movimiento hacia delante y hacia atrás de los asientos, las conexiones se sueltan y se producen resistencias en la transferencia. El cable espiral también representa un punto débil. Debido a la exigencia que le supone cada movimiento del volante puede producirse algún fallo. En cualquier caso, siempre será necesario un equipo de diagnosis. Si a través de una inspección visual se detecta una conexión deficiente, deberá borrarse la memoria de averías mediante el equipo de diagnosis.

Si no se detecta ninguna deficiencia mediante una inspección visual, deberá consultarse la memoria de averías utilizando una máquina de diagnosis. Los fallos que aparezcan en el sistema pueden ser detectados normalmente por la propia autodiagnosis y se almacenarán en la memoria de averías. Si en la memoria de averías se registra alguno de los siguientes fallos: Señal deficiente, señal demasiado pequeña / demasiado grande, puede deberse p.ej. a una avería en el cable. En tal caso pueden revisarse, por medio de un multímetro, las conexiones de los cables entre los sensores y la unidad de control para comprobar la conexión a masa y la continuidad. Para localizar los sensores y las conexiones con enchufe, así como la ocupación de los pins en la unidad de control, se necesitan planos de conexión e instrucciones específicas del fabricante. Básicamente debe tenerse en cuenta que la batería del vehículo esté desconectada y que tanto los sensores como la unidad de control estén también separados del mazo de cables. No deberá utilizarse ningún adaptador "fabricado por uno mismo" (como p.ej. un clip de oficina torcido) para conectar los cables de comprobación con los enchufes. Dichos "adaptadores" podrían dañar los sensibles contactos y podrían producir, de manera involuntaria, nuevos fallos. Se recomienda utilizar puntas de prueba especiales que se ajusten a los contactos del enchufe, con el fin de garantizar que se establece un contacto adecuado.