Asientos de automóvil: una descripción detallada

Los asientos son probablemente la parte más subestimada de un automóvil. Nos gusta ponernos cómodos, pero no tenemos idea de cómo funcionan. Si estuviéramos bien versados, difícilmente usaríamos una jerga tan primitiva para referirnos a ellos, como “muebles” o “sillas”. La obra maestra de diseño, ingeniería y tecnología más compleja a veces se oculta bajo tapizados opacos. Dado que es un elemento muy caro y pesado del automóvil, se le presta mucha más atención en el diseño y la producción que en la publicidad o en un informe sobre una prueba de manejo periodística.

Los asientos, que ocupan una parte importante del interior, son extremadamente importantes para los diseñadores. Para el conductor, el asiento es el principal canal de comunicación física con el automóvil: un tercio de la superficie del cuerpo está en contacto con él. Estudios europeos muestran que el automovilista medio pasa unas 22 mil horas en el auto durante su vida. Y aunque hoy en día no se encuentran asientos de muy mala calidad, alrededor del 75% de los conductores se quejan de problemas de espalda, dolor de cuello, dificultades circulatorias, fatiga prematura, etc. La pérdida de concentración derivada de esta última es la causa de un tercio de los accidentes de tráfico graves en Europa. Y después de todo eso, algunos todavía los llaman “sillas”.

Aunque todo empezó con las tecnologías del mueble. Hasta principios del siglo XX, los carruajes sin caballos estaban equipados con asientos de muelles como el sofá de una abuela: un juego de muelles de metal retorcido estaba cubierto de cuero con un pequeño forro suave. Desde la década de 1900, esta capa en particular se ha mejorado, con el uso de fibras naturales desde el pelo de los animales hasta los hilos de coco, incluidos los cauchutados. En la década de 1930 apareció una espuma, el primer látex. Hizo que los asientos fueran más baratos en comparación con los de resorte. Desde la década de 1960, la espuma de poliuretano aún más asequible con varios derivados ha ingresado a la industria automotriz.

Incluso hace 30 años, se creía que los mejores asientos de automóvil combinaban un marco de resorte y una carcasa de espuma moldeada, pero las consideraciones económicas habían anulado el diseño de “sofá” a principios de la década de 1990. Los resortes de asiento todavía se usan hoy en día, pero se han simplificado a un cable en forma de S, como un soporte discreto para la espuma.

En cualquier caso, el marco de metal o composites sirve de base. Su fuerza ha aumentado muchas veces en las últimas décadas, principalmente debido a los requisitos más estrictos de seguridad pasiva. Al menos, los cinturones de seguridad, o incluso las almohadas inflables, ahora están unidos a los asientos, y se supone que los asientos mismos deben probarse para determinar su resistencia en una variedad de parámetros. Estos estándares, así como el desarrollo de un enfoque científico para el diseño de asientos estándar, casi acaban con el mercado de los asientos mejorados. Incluso la famosa empresa Recaro, que comenzó con ellos, no ha estado produciendo asientos civiles para automóviles por sí misma durante unos diez años, solo “intercambiando el nombre”.

Es costumbre evaluar los asientos de seguridad de forma profesional dos veces. La percepción principal es estática, literalmente durante los primeros 10 a 15 segundos de estar en el asiento, como un cliente en un concesionario de automóviles. ¿El asiento interfiere con el proceso de subir al automóvil? ¿Qué tan difícil es? ¿No estás apretado? ¿Aguanta bien? Y lo más importante: cómo se distribuyen las fuerzas reactivas de la presión del cuerpo humano sobre la tapicería. En términos simples, ¿cuál es el “perfil” del asiento que se menciona con frecuencia en las pruebas automotrices?

Luego, durante un viaje de al menos una o dos horas, se forma una imagen de comodidad dinámica. Todos estos factores, si bien la percepción de ellos puede cambiar en movimiento, también incluye la forma en que el asiento amortigua una amplia gama de vibraciones. Después de todo, no solo la suspensión es responsable de la marcha suave, sino también de la terna entre neumáticos, chasis y asientos.

Científicamente hablando, el marco, los elementos elásticos y la espuma, ya sea juntos o por separado, deben evitar resonancias en el rango de frecuencia más desagradable de cuatro a ocho hercios. Las resonancias en frecuencias de 0,1 a 0,6 Hz provocan mareos. ¿Recuerda el asiento trasero adormecido del Volga de su abuelo? El rechazo de marcos sobre resortes retorcidos facilitó significativamente la vida a las personas con aparatos vestibulares débiles. Las frecuencias de vibración natural de los asientos modernos son mucho más altas. Pero tampoco deben ser demasiado rígidos, para que no transmitan vibraciones.

¿Cómo hacer un asiento perfecto? La investigación científica sobre este tema comenzó solo en la década de 1940, y pasaron de dos a tres décadas antes de que los resultados tuvieran un efecto notable en la producción en masa, y no en todas partes. Pero ahora no hay escasez de datos, y nadie parece trabajar por capricho o por método de prueba y error. Numerosos estudios incluso a veces se contradicen entre sí. En particular, en la pregunta más importante: cómo se debe distribuir la carga del cuerpo sobre el asiento.

Una minoría de científicos cree que basta con hacer que un asiento sea uniformemente blando, como, por ejemplo, en los coches franceses antiguos. La mayoría de los científicos, por otro lado, cree que la rigidez debería variar, porque las diferentes partes del cuerpo no soportan la carga por igual. Es posible reducir la presión sobre los tejidos vulnerables haciendo que el asiento sea más denso en los puntos de contacto con las partes más resistentes del cuerpo. Estos son glúteos debajo de las tuberosidades isquiáticas y la zona lumbar.

El ángulo entre la almohada y el respaldo del asiento se selecciona para que la persona no se “deslice” sobre la almohada, porque entonces el desplazamiento de los tejidos se sumará a la tensión de la compresión en la parte inferior del cuerpo. Al mismo tiempo, quienes estén sentados deberían poder cambiar de posición en un viaje largo sin cambiar significativamente el mapa de presión. En la posición más cómoda para una persona, cada una de las articulaciones se encuentra aproximadamente en la mitad de su rango de rotación. Todos los cálculos se realizan en relación con el centro de la articulación de la cadera, el llamado punto H (punto de la cadera, pero algunos ingenieros usan el índice R).

Se tiene en cuenta que la tapicería se deforma en promedio 4-5 cm por debajo del peso corporal. En asientos extra suaves, de unos 8 cm. La comodidad de la posición del asiento depende de su altura, es decir, de la posición del punto H sobre el piso de la carrocería. El problema es que todas las personas son diferentes. Basta recordar la proporción de residentes estadounidenses obesos o la estatura media estadísticamente baja de los chinos.

El rango tradicional entre el llamado quinto percentil femenino (una dama con una altura de aproximadamente 1,53 m) y el 95º percentil masculino (1,87 m) difiere de un mercado a otro. Pero incluso dentro de este marco, los fabricantes logran satisfacer solo al 90% de los clientes. Tienen que elegir para quién se fabrica principalmente el automóvil, porque ni siquiera un millón de ajustes pueden compensar por completo la diferencia en el físico. Pero el asiento no solo debe ocupar, colocar cómodamente el cuerpo, sino también fijarlo.

Y también hay evidencia de que las personas son cada vez más altas: los estadounidenses y los europeos se vuelven un centímetro más altos cada diez años. No es de extrañar que los rangos de ajuste longitudinal de los asientos delanteros, una vez delimitados por las normas DIN como al menos 160 mm, hoy alcancen a veces casi 300. El yugo de ajuste de altura suele ser de 60-70 mm.

El microclima es una historia diferente. Dado que un tercio de nuestro cuerpo está en contacto con el asiento, su papel a la hora de proporcionar confort térmico es enorme. La temperatura óptima de la superficie es de 23ºC en cualquier momento del día y del año. Como era de esperar, los asientos con calefacción aparecieron ya en 1966 como una opción para los automóviles Cadillac. Pero el intercambio de calor es un proceso bidireccional. La tapicería debe absorber aproximadamente 75 W/m² de la energía térmica del cuerpo humano. En pocas palabras, debe permitir que pasen el aire y el sudor.

Salvo fundas adicionales del mercado del automóvil, la tapicería de cuero artificial es la peor opción en este sentido. Natural, aunque un poco, pero “respira”, aunque es deseable dotarlo de una textura profunda para asegurar el micro-drenaje. Al mismo tiempo, la espuma de formación debe ser espesa en cualquier caso, porque se vuelve casi impermeable cuando se comprime en más del 80%.

Sin embargo, la tela, incluso la más barata, es mejor. La tapicería de cuero se puede comparar con ella en términos de eficiencia de eliminación de calor solo en el caso de una perforación costosa y una ventilación aún más costosa. Como regla general, los ventiladores funcionan para extraer aire. Este ha sido el caso desde 1997, cuando un sistema similar debutó en el Saab 9-5. Lo más probable es que pronto se incorporen bombas de calor pequeñas más eficientes en los asientos. Utilizan el principio del aire acondicionado: la selección o liberación de calor cuando cambia el estado agregado del refrigerante.

Entre las tendencias actuales, hay una máxima individualización para una persona específica con el uso de alojamientos personales, como se viene haciendo desde hace mucho tiempo en el automovilismo y la industria del automóvil deportivo. Cuando Ferrari lleva mucho tiempo vendiendo tres tamaños de asientos para coches de carretera, Porsche ya ofrece molduras individuales de “cubos” de tres grados de rigidez para las versiones de pista de los modelos 911 y 718.

En cuanto a los automóviles producidos en serie, los fabricantes intentan aumentar el número de ajustes. El poseedor del récord es la marca Lincoln, que desde 2017 ofrece asientos con 15 parámetros ajustables, incluidos cambios individuales en la longitud y el ángulo de las almohadas de cada cadera. En el estilo americano, se llaman asientos con 30 ajustes, lo que significa que todos los tamaños se pueden cambiar en dos direcciones.

El masaje no es ninguna sorpresa, se ofrece incluso para las camionetas Ford F-150. Los sensores simples integrados en los asientos pronto permitirán al conductor controlar su pulso y advertir de un bucle de vigilancia. Por supuesto, la serie también incluirá sensores avanzados de carga del asiento que controlan el “mapa” de la presión de la persona sobre la tapicería. Esto es útil no solo para optimizar los ajustes del propio asiento, sino también para el ajuste de los sistemas de seguridad activa. ¡E incluso para sistemas antirrobo! Por lo tanto, es posible que en un futuro próximo, podamos leer fácilmente  en el tablero algo como: “se reconocen sus tuberosidades isquiáticas, tenga un buen viaje”.

Esta es una traducción. Puede leer el original aquí: https://www.drive.ru/technic/5ed0dcc6ec05c4ac13000157.html