L’importanza delle parti deformabili delle automobili negli impatti: la Crumple Zone

I principali requisiti che devono rispettare i veicoli per poter essere messi in strada riguardano tutti in maniera più o meno diretta la sicurezza di chi viaggia e di chi ci circonda. Assieme a tante misure di sicurezza che siamo portati a mettere in atto noi stessi alla guida (mettiamo le cinture di sicurezza, mi raccomando), molte altre devono essere messe in pratica da chi progetta l’auto.

La Crumple Zone

In mezzo ai tanti accorgimenti, serve progettare la parte anteriore del veicolo in modo che abbia dei requisiti che le permettano di limitare i danni in caso di impatto, se ci concentriamo sulle collisioni frontali, è la cosiddetta Crumple Zone, ovvero la zona di schiacciamento.

È bene precisare che la Crumple Zone non è un oggetto in sé (quella cosa a cui stavate pensando si chiama attenuatore di impatto), ma piuttosto sono una serie di prestazioni meccaniche che deve garantire un veicolo. In pratica, serve che tutta la componentistica che compone la parte anteriore del veicolo sia in grado di assorbire l’energia generata dagli impatti frontali. In un incidente l’intensità dell’impatto dipende dalla massa e dalla velocità del veicolo coinvolto. Quello che succede lungo la crumple zone è che l’energia dell’impatto viene in parte trasformata in energia di deformazione (infatti dopo l’incidente l’auto rimane deformata) e in minore parte dissipata tramite calore, in modo da far sentire meno energia possibile al conducente. Serve quindi che la parte anteriore del veicolo sia abbastanza “morbida” (il termine tecnico è cedevole) da lasciarsi deformare, in modo da far sentire il meno energia possibile l’energia dell’impatto al conducente.

Crash test: a cosa servono e quali sono le tipologie

Se andiamo a vedere tutti i possibili crash test che si effettuano per collaudare un’automobile, ci accorgiamo che molti di questi riguardano proprio la collisione frontale:

urto frontale pieno
urto frontale disassato
urto laterale
cappottamento
prova del palo
test dell’alce
test del pedone

Una cosa importante da considerare è che la cedevolezza della crumple zone è data dalla combinazione delle cedevolezze di tutte le parti che la compongono. Se vogliamo comprare una macchina con un motore di una certa potenza, questo dettaglio non è trascurabile. Infatti, un motore di cilindrata più elevata è in generale più rigido di un motore più contenuto, quindi per rispettare gli standard di cedevolezza serve che il resto della struttura sia più cedevole, spesso anche rilassando le performance della scocca. Se vi è mai capitato di sedervi, o comunque poggiarvi, sul cofano anteriore di una macchina importante e quando vi siete sollevati avete notato di aver lasciato il segno, sappiate che la colpa non è stata completamente vostra.

La crumple zone e la protezione dei pedoni

Oltre che proteggere i passeggeri della macchina, la crumple zone ci aiuta a proteggere anche i pedoni. In una collisione frontale con un pedone, questo viene colpito come mostrato nell’immagine a seguire.

Sebbene l’effetto più frequente di questo tipo di impatto sia la frattura delle ossa delle gambe, la principale causa di morte è l’impatto tra la testa e il cofano. Questo succede perché proprio in quella zona si trova il motore e l’impatto della testa è molto rigido. Per ovviare a questo problema le normative hanno imposto che il motore venisse posto ad una certa distanza dal cofano, in modo da ammorbidire l’impatto, portando molte case automobilistiche al restyling dei veicoli.

Nel 2012, per andare ulteriormente incontro a questo problema la casa automobilistica Volvo per la sua vettura modello V40 ha sviluppato per prima il sistema di airbag per pedoni. Concettualmente il funzionamento del sistema è molto semplice, una serie di sensori di impatto posti sulla parte frontale del veicolo (attivi solo per velocità dai 20 ai 50 km/h) trasmettono un segnale ad una centralina di controllo che innesca l’attivazione di un modulo airbag posto sulla parte superiore del cofano, in modo da addolcire l’impatto tra la testa della vittima dell’incidente e il veicolo.

È importante notare che un sistema come quello appena descritto può essere pericoloso se il cofano anteriore è libero di muoversi sotto la spinta dell’airbag. Per ovviare a questo problema, è stato inserito un limitatore di sollevamento, in modo da assicurare la salute del pedone dal ribaltamento del cofano. Nell’immagine a seguire la casa automobilistica stessa ci propone uno schema sul funzionamento del sistema.

Articolo a cura di Sergio Rinaldi