El número de
automóviles que circulan por las carreteras aumenta de manera imparable. Cada
vez son más rápidos y ligeros lo que se traducen en la posibilidad mayor de
accidentes. Por todo ello los elementos de seguridad en los automóviles han
cobrado una importancia decisiva en el diseño y fabricación de los mismos. Ejes
de volantes que colapsan, cinturones de seguridad automáticos, asientos
adaptables, barras de acero de protección lateral, sistema antibloqueo de
frenos (ABS), bolsas de aire (airbags) y otros muchos, son términos que hacen
referencia a los diversos elementos de protección que están presentes en los
coches que conducimos a diario.
Los primeros airbags comerciales
para automóviles aparecieron en la década de 1980, aunque su desarrollo se
remonta a tiempos de la II Guerra Mundial. Los airbags están diseñados para
absorbe el golpe de una colisión cuando el impacto de una parada brusca
(aceleración negativa es el concepto físico) provoca el “lanzamiento” del cuerpo
del conductor hacia delante (fundamentalmente la cabeza). Esto representa un
movimiento que puede causar daños irreversibles en la columna vertebral o en el
tórax. Además, el conductor está expuesto al peligro adicional de tener el
volante enfrente de él. Este es el motivo por el cual los primeros airbags se
instalaron en el centro del volante. En la actualidad, el uso de los airbags se
ha extendido al acompañante y a zonas laterales.
Para que un airbag funcione
correctamente es necesario que se llene de aire en cuestión de milisegundos.
Además, es necesario que comience a disminuir su presión interna en el momento
de contacto. Si esto no fuera así, al contacto con la cabeza, por ejemplo,
podría resultar más dura la bolsa que una piedra, y por tanto, no resultar un
elemento de protección. Un airbag está
formado por cuatro elementos fundamentales:
Bolsa
de poliamida. Es un material muy ligero y resistente que inicialmente se
encuentra doblada ocupando un espacio mínimo.
Un
juego de sensores electrónicos.
Un
microprocesador.
Un
generador de gas.
Los sensores y el
microprocesador calculan constantemente los impulsos de velocidad, aceleración
y esquemas de frenado y los comparan con los datos almacenados en el
procesador. En caso de accidente, el microprocesador evalúa la violencia del
choque y dispara la reacción de generación de gas solamente si la velocidad del
automóvil supera los 40 km/h.
El generador de gas es una mezcla
de tres sustancias: NaN3, KNO3 y SiO2 cuya
ignición se produce mediante un impulso eléctrico enviado por el
microprocesador, causando una pequeña detonación, llamada deflagración, que
libera el volumen de nitrógeno gas necesario para llenar la bolsa. El nitrógeno
se produce por la descomposición de la azida de sodio de acuerdo con el proceso:
2 NaN3 (s) →
2Na(s)
+ 3N2(g)
El sodio producido es enormemente
peligroso debido a que reacciona violentamente en cuanto se pone en contacto
con humedad. Para evitar esto, se hace reaccionar con nitrato de potasio:
2 KNO3(s) + 10
Na(s) →
K2O(s) + 5 Na2O(s) + N2(g)
Finalmente, los óxidos metálicos,
fuertemente alcalinos y reactivos, es aconsejable estabilizarlos, y para ello
se hacen reaccionar con dióxido de silicio para convertirlos en un silicato
mixto de aspecto vítreo:
K2O(s)
+ Na2O(s) + SiO2(s) →
Silicato alcalino (vítreo)
A la vista de las ecuaciones, y
con leves conocimientos de estequiometria, resulta sencillo saber las
cantidades de gas que se producen:
2 moles de azida
sódica (NaN3) producen 3,2 moles de nitrógeno (N2)
130 g de azida sódica producen 70
litros de nitrógeno en condiciones estándar de presión y temperatura
Por último, un vídeo ilustrativo del funcionamiento del airbag:
