La cintura a 3 punti rimane un elemento essenziale delle soluzioni per la sicurezza, oggi e in futuro
La cintura a 3 punti rimane un elemento essenziale delle soluzioni per la sicurezza, oggi e in futuro
Molti ritengono che negli ultimi quarant'anni le cinture di sicurezza a tre punti non siano più cambiate. Chi la pensa così ha ragione solo in parte. La configurazione di base delle cinture, semplice e geniale, è rimasta invariata, ma la differenza risiede nel fatto che esse fanno oggi parte di un sistema di sicurezza ad alta tecnologia in continua evoluzione.
Dalla loro introduzione, nel 1959, le cinture di sicurezza a tre punti hanno svolto un ruolo essenziale nella protezione degli occupanti di tutte le vetture Volvo. Il meccanismo di avvolgimento a inerzia, di serie dal 1969, le ha rese più confortevoli e flessibili, e rimane la più recente modifica di rilievo osservabile a occhio nudo.
Anche se non vi sono variazioni visibili, tuttavia, presso Volvo le attività volte al miglioramento delle cinture di sicurezza sono proseguite, per tenere il passo con i rapidi progressi compiuti in generale dalla tecnologia per la sicurezza.
"L'unicità della cintura di sicurezza risiede nell'efficacia con cui blocca e trattiene l'occupante del sedile. Altri sistemi possono fungere da integrazione, aiutando la cintura ad assolvere ancora meglio alla sua funzione, ad esempio fornendo informazioni sulle forze in gioco e interagendo con la cintura durante la sequenza di collisione per offrire una protezione ottimale", afferma Lennart Johansson, responsabile del reparto sistemi di sicurezza interni.
Controllo delle collisioni e delle forze
Un esempio in tal senso è costituito dal pre-tensionatore della cintura di sicurezza: quando riceve un segnale dal sensore di collisione, esso tende la cintura contro il corpo dell'occupante del sedile, per proteggerlo dall'eventuale collisione. Tale accorgimento riduce la distanza fra la cintura e il corpo, dovuta ad esempio alla presenza di indumenti spessi, come i cappotti invernali. Il pre-tensionatore agevola quindi alla cintura di sicurezza il compito di trattenere il corpo il più presto possibile.
Gli occupanti dei sedili traggono inoltre un notevole vantaggio dai limitatori di forza integrati nelle cinture di sicurezza delle attuali vetture Volvo. Grazie a un sensore che effettua il monitoraggio della velocità di svolgimento della cintura, i limitatori di forza sono ad esempio in grado di rilevare la massa dinamica, vale a dire il corpo in movimento dell'occupante del sedile, nel momento in cui essa viene proiettata in avanti.
A sua volta ciò consente di regolare la forza con la quale viene trattenuto il corpo dell'occupante, ottimizzando l'assorbimento della relativa massa dinamica. Se la cintura lo trattiene con una forza eccessiva, il corpo può subire delle lesioni. D'altro canto, se si imposta un valore troppo basso per il limitatore di forza, il corpo viene proiettato in avanti a velocità eccessiva contro l'airbag o il cruscotto.
La limitazione della forza può essere sfruttata in modo diverso a seconda della situazione. La forza esercitata dalla cintura può ad esempio essere più elevata all'inizio della sequenza, quindi ridursi quando il compito di assorbire l'energia viene affidato all'airbag.
I sensori determinano le modalità di interazione dei sistemi
La taglia dell'occupante del sedile e il tipo di collisione sono i parametri principali per la definizione del momento e del modo in cui i pre-tensionatori delle cinture, gli airbag e i limitatori di forza entrano in azione. Per prendere la decisione giusta in ciascun caso, il computer di bordo della vettura utilizza i dati ricavati da migliaia di scenari di collisione pre-programmati e di incidenti reali analizzati in precedenza da Volvo.
Per lo sviluppo del sistema sono stati utilizzati scenari che coprono una casistica completa, dagli impatti frontali ad alta energia alle collisioni con incastro contro autocarri e ad impatti laterali di difficile interpretazione. Il tipo di incidente determina la rapidità e il livello di attivazione dei vari sistemi.
Le informazioni provengono da sensori distribuiti in tutta la vettura. Un processore principale situato al centro dell'auto raccoglie i dati e decide di conseguenza le modalità più opportune di interazione fra i sistemi, compresa la cintura di sicurezza.
Una soluzione personalizzata e adatta all'occupante
Se sul sedile posteriore della vettura è presente un cuscino integrato di sollevamento per bambini. Il sistema di protezione della cintura è tarato di conseguenza e differisce da quello dei sedili anteriori. Il motivo di tale soluzione risiede nel fatto che la cintura di sicurezza posteriore deve essere in grado di proteggere nel modo più efficace possibile anche un occupante più piccolo e leggero.
Evoluzione della cintura per una maggiore sicurezza e un utilizzo più ampio
Gli attuali sistemi di sicurezza sono ottimizzati l'uno in funzione dell'altro e le cinture continuano a svolgere un ruolo centrale. Ma che cosa accadrà in futuro? Le cinture di sicurezza verranno ancora utilizzate nel 2020?
"Volvo è convinta che le cinture di sicurezza saranno ancora in uso ben oltre il 2020, anche se potranno avere un aspetto in qualche misura diverso. Esse potranno avere quattro punti di attacco invece di tre, e saranno probabilmente progettate in modo da risultare ancora più facili da indossare rispetto ad oggi. Sarà possibile fare a meno delle cinture soltanto quando vi saranno vetture che garantiscano automaticamente di non venire coinvolte in alcuna collisione. Tale obiettivo è tuttavia ancora molto lontano, benché anche in tale campo siano in corso approfondite ricerche", spiega Lennart Johansson.
L'evoluzione delle cinture procede lungo due percorsi paralleli: uno di questi mira ad aumentare la massimo la sicurezza della cintura e del sistema nell'ambito del quale essa agisce; l'altro consiste nell'adozione di una serie di misure volte a rendere le cinture ancora più agevoli e pratiche da indossare.
Cinture di sicurezza a quattro punti anche sulle vetture
Volvo e altri costruttori hanno preso in esame le cinture di sicurezza a quattro punti come possibili alternative e negli anni sono state presentate varie soluzioni. Non esiste tuttavia ancora una buona soluzione tecnica in grado di offrire un equilibrio adeguato sull'intero ventaglio di requisiti.
Le cinture di sicurezza a quattro punti presentano ovvi vantaggi. Esse trattengono ad esempio in modo più efficace l'occupante del sedile in caso di ribaltamento della vettura (ed è questo uno dei motivi per cui le vetture da rally sono dotate di imbragature di sicurezza a quattro punti o di cinture con un numero ancora più elevato di punti di attacco), riducendo inoltre il rischio, già basso, che l'occupante del sedile scivoli sotto la cintura a tre punti.
Le cinture a quattro punti presentano tuttavia anche alcuni svantaggi. La loro configurazione preferenziale è a forma di croce, in modo da formare una X sul corpo. Il corpo umano presenta la massima solidità a livello della cassa toracica, ed è a tale altezza che esso offre le migliori capacità di assorbimento delle forze dovute alle collisioni. La sfida consiste quindi nell'individuare il modo più efficace per fissare il punto di attacco superiore della cintura in una vettura la cui scocca non presenta alcun punto di fissaggio naturale.
Un'altra difficoltà ha a che vedere maggiormente con l'utilizzo, in quanto gli utenti sono abituati ormai da 50 anni alle cinture di sicurezza a tre punti. Come verrebbe accolta una nuova soluzione? L'eventuale vantaggio offerto da una migliore ritenzione al sedile è sufficiente a compensare l'eventuale riduzione dei livelli di utilizzo? Si tratta di questioni allo studio di Volvo Cars, che non esclude assolutamente l'eventualità di equipaggiare con cinture a quattro punti le proprie vetture future.
Cinture motorizzate che rispondono ai potenziali pericoli
Le cinture motorizzate costituiscono una nuova tecnologia stimolante che consente di tendere la cintura, portando il conducente nella posizione giusta nelle situazioni potenzialmente pericolose. Il sistema è ad esempio in grado di registrare se la vettura viene guidata in modo più impegnato o attivo, con un maggior numero di movimenti del volante. In tal caso, il supporto offerto dalla cintura di sicurezza può risultare vantaggioso. La cintura può inoltre ricevere dal sistema di avviso anticollisione della vettura un segnale che indica l'avvicinarsi di un ostacolo, o il fatto che il conducente inizia a mostrare segni di sonnolenza o disattenzione.
In tal caso, la cintura è in grado di fornire un avvertimento e richiamare l'attenzione del conducente sulla situazione, tendendosi e riposizionandolo sul sedile. Un vantaggio di tale sistema consiste nella possibilità di attivarsi un numero illimitato di volte senza esaurirsi, a differenza di quanto accade ad esempio con i pre-tensionatori pirotecnici delle cinture.
Cinture più facili da utilizzare
Un numero davvero eccessivo di conducenti continua a non indossare la cintura di sicurezza. Le soluzioni che ne rendono più pratico e naturale l'uso sono quindi oggetto di un'attenzione costante.
Un'alternativa può essere costituita da una fibbia che si solleva dalla sua posizione fra i sedili quando qualcuno si siede sul sedile. Tale soluzione agevola la ricerca della fibbia e l'uso della cintura, specialmente nel caso dei sedili posteriori. Altre idee prevedono di mostrare agli occupanti come utilizzare le cinture avvalendosi di luci stroboscopiche oppure cucendo una striscia illuminata nella cintura per agevolarne l'individuazione al buio.
Sono inoltre state effettuate prove su sistemi totalmente automatici che dispongono la cintura sull'occupante del sedile e la allacciano. Tali soluzioni comportano una sfida non di tipo principalmente tecnico, ma piuttosto associata alla logica delle relative modalità di utilizzo.
In quale momento preciso occorre indossare le cinture? Quando gli occupanti si accomodano sui sedili? In alcuni casi, tuttavia, non vi è l'intenzione di mettersi immediatamente in movimento. Quando si chiudono le porte? Quando si ruota la chiavetta di accensione? Che cosa accade se l'occupante di una vettura si è appena accomodato sul sedile tenendo in mano un mazzo di fiori o un gelato? Si tratta di sfide interessanti, che i progettisti dello sviluppo devono ancora risolvere.
Modifiche delle cinture stesse
Volvo e gli altri costruttori automobilistici utilizzano attualmente cinture realizzate da un numero limitato di fabbricanti. Le cinture possono presentare variazioni delle proprietà di estensibilità, ma la struttura e la larghezza sono le stesse. Si potrebbe pensare che cinture più larghe offrano una migliore protezione. Poiché la forza tende a concentrarsi al centro della fascia, tuttavia, una maggiore larghezza offre soltanto vantaggi marginali. La presenza di una fascia diagonale più stretta sul petto risulta inoltre più confortevole, specialmente per le donne.
Alcuni costruttori hanno sottoposto a prove limitate una soluzione che prevede l'adozione di cinture gonfiabili e dotate di una qualche forma di limitazione della forza.
Un miglioramento dell'efficienza delle cinture può derivare anche dalla loro interazione con nuove soluzioni tecniche. In concomitanza con il lancio della Volvo XC60, avvenuto nel 2008, Volvo Cars ha introdotto il Sistema di ritenuta pre-preparato (PRS, Pre-prepared Restraint System), che sfrutta i sensori laser utilizzati dal sistema City Safety per la prevenzione delle collisioni. Tali sensori interagiscono con gli airbag e i limitatori di forza in modo da consentire di regolare in modo più efficace questi ultimi in funzione della gravità della collisione.
Attività di Volvo Cars volte a garantire la massima protezione degli occupanti
Basandosi su un progetto meccanico relativamente semplice ma estremamente efficace, come la cintura di sicurezza a tre punti, Volvo Cars ha sviluppato un sistema di sicurezza ad alta tecnologia in grado di fornire la migliore protezione possibile agli occupanti delle vetture. Gli esempi riportati nell'elenco che segue mostrano il percorso seguito finora a partire dalla rivoluzionaria innovazione del 1959:
1959 Cinture di sicurezza anteriori a tre punti, un'innovazione Volvo
1967 Cinture di sicurezza posteriori di serie
1969 Cinture di sicurezza anteriori a tre attacchi con avvolgitori a inerzia
1971 Avvisatore per le cinture di sicurezza anteriori
1972 Cinture di sicurezza posteriori a tre punti
1986 Cintura di sicurezza posteriore centrale a tre punti
1987 Pre-tensionatori meccanici delle cinture di sicurezza
1991 Regolazione automatica dell'altezza delle cinture di sicurezza anteriori
1992 Pre-tensionatori pirotecnici delle cinture di sicurezza anteriori
1993 Cinture di sicurezza a tre attacchi con avvolgitori a inerzia per tutti i sedili
1996 Limitatori di forza per le cinture di sicurezza anteriori
1999 Pre-tensionatori pirotecnici delle cinture di sicurezza di tutti i sedili
1999 Limitatori di forza per la fascia addominale delle cinture di sicurezza anteriori
2003 Avvisatore per le cinture di sicurezza di tutti i sedili
2003 Pre-tensionatori pirotecnici della fascia addominale delle cinture di sicurezza anteriori
2003 Limitatori di forza adattativi per le cinture di sicurezza anteriori
2007 Limitatori di forza a 2 livelli, rispettivamente per bambini e adulti, per le cinture di sicurezza posteriori
2008 Limitatori di forza adattativi per le cinture di sicurezza anteriori in caso di collisione a bassa velocità (PRS)