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Ctra. de Valencia, km 7, CAMPUS SUR DE LA UPM –28031 MADRID- TFNO: 91 3365300 FAX: 91 3365305 e-mail: [email protected]
ESTUDIO PARA LA MEJORA DE LAS CONDICIONES DE SEGURIDAD Y
ERGONOMÍA DEL PUESTO DE CONDUCCIÓN DE AUTOCARES
DESAROLLADO POR LA:
AGRUPACIÓN DE INTERÉS ECONÓMICO CENTRO SUPERIOR DE INVESTIGACIÓN DEL AUTOMÓVIL Y DE LA
SEGURIDAD VIAL, CON LA COLABORACIÓN DEL INSTITUTO UNIVERSITARIO DE INVESTIGACIÓN DEL AUTOMÓVIL
(INSIA-UPM)
PARA LA:
FUNDACIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO PARA LA SEGURIDAD DEL AUTOMÓVIL (FITSA)
Madrid, marzo de 2003.
INSIA
AGRUPACIÓN DE INTERÉS ECONÓMICO CENTRO SUPERIOR DE
INVESTIGACIÓN DEL AUTOMÓVIL Y DE LA SEGURIDAD VIAL
N.I.F. G-80719024
U.P.M. INSIA
Ctra. de Valencia, km 7, CAMPUS SUR DE LA UPM –28031 MADRID- TFNO: 91 3365300 FAX: 91 3365305 e-mail: [email protected]
EQUIPO TÉCNICO
Andrés García Gracia, Dr. Ingeniero Industrial.
Miguel Sánchez Lozano, Dr. Ingeniero Industrial.
Ángel Martín López, Ingeniero Industrial.
Susana López Sánchez, Ingeniera Técnica Industrial.
Carolina Hassmann, Becaria, estudiante de Ingeniería Industrial.
Jesús Valdepeñas Molina Becario, alumno de master Ing. de Automoción
EMPRESAS COLABORADORAS
Hispano Carrocera, S.A.
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ÍNDICE
ÍNDICE ...................................................................................................................1 1. INTRODUCCIÓN....................................................................................................... 4 2. DESCRIPCIÓN DE LOS TRABAJOS REALIZADOS............................................. 6 FASE 1. ERGONOMÍA DEL PUESTO DE CONDUCCIÓN DE AUTOCARES.6
FASE 1.1 RECOPILACIÓN DE DATOS EN RELACIÓN CON LA ERGONOMÍA DEL PUESTO DE CONDUCCIÓN ................................... 6
FASE 1.2 PRUEBA CON VEHÍCULOS REALES. ENCUESTA A CONDUCTORES....................................................................................... 21 HABITÁCULO .......................................................................................... 25 ASIENTO ................................................................................................... 30 PEDALES................................................................................................... 33 VOLANTE ................................................................................................. 36 CONCLUSIONES DE LA ENCUESTA ................................................... 38
FASE 1.3. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS ERGONÓMICOS MÁS INFLUYENTES................................................................................ 40
ESTABLECIMIENTO DE UN SISTEMA DE REFERENCIA........................ 40 PARÁMETROS DE DISEÑO ........................................................................... 43 ANTROPOMETRÍA Y POBLACIÓN .............................................................. 46 POBLACIÓN OBJETO DE ESTE ESTUDIO. ................................................. 46 POBLACIÓN ESTÁNDAR............................................................................... 47 CRITERIOS DE CONFORT ............................................................................. 53 POSICIÓN DEL PUNTO H............................................................................... 62 ÁREA ALCANZABLE POR LAS MANOS..................................................... 63 FASE 1.4. SIMULACIÓN DE UN PUESTO DE CONDUCTOR TIPO. ......... 64
FASE 2. CONDICIONES DE SEGURIDAD DEL CONDUCTOR DE AUTOBUSES Y AUTOCARES.................................................................................... 67
FASE 2.1. RECOPILACIÓN DE DATOS EN RELACIÓN CON LA ESTRUCTURA FRONTAL DE LOS VEHÍCULOS. ............................... 67
FASE 2.2. MODELIZACIÓN DEL FRONTAL DE VARIOS VEHÍCULOS. SIMULACIÓN DE LOS DISTINTOS ENSAYOS TIPO. ........................ 75
DEFINICIÓN DE CARACTERÍSTICAS EXIGIBLES A LA ESTRUCTURA DE LOS AUTOCARES. ..................................................... 82
COLISIÓN CONTRA BARRERA RÍGIDA CON 30% DE SOLAPAMIENTO DEL FRONTAL DEL AUTOBÚS ............................ 84
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MODELO DE PISO ELEVADO ............................................................... 84 EVOLUCIÓN DE LA DEFORMADA ...................................................... 85 GRÁFICAS DE RESULTADOS ............................................................... 87 COLISIÓN CONTRA BARRERA RÍGIDA CON 30% DE SOLAPAMIENTO DEL FRONTAL DEL AUTOBÚS ............................ 88 MODELO DE PISO ELEVADO ............................................................... 88 EVOLUCIÓN DE LA DEFORMADA...................................................... 89 GRÁFICAS DE RESULTADOS ............................................................... 91 COLISIÓN CONTRA BARRERA RÍGIDA CON 70% DE SOLAPAMIENTO DEL FRONTAL DEL AUTOBÚS ............................ 92 MODELO DE PISO ELEVADO ............................................................... 92 GRÁFICAS DE RESULTADOS ............................................................... 98 COLISIÓN CONTRA BARRERA RÍGIDA CON 70% DE SOLAPAMIENTO DEL FRONTAL DEL AUTOBÚS ............................ 99 EVOLUCIÓN DE LA DEFORMADA .................................................... 100 GRÁFICAS DE RESULTADOS ............................................................. 105 ANÁLISIS DE RESULTADOS............................................................... 106
FASE 3. OPTIMIZACIÓN DE LA ERGONOMÍA DEL PUESTO DE CONDUCTOR. ............................................................................................................ 112
ESPACIO DESTINADO AL CONDUCTOR EN GENERAL. ...................... 113 ALTURA DEL PUESTO DE CONDUCTOR............................................. 113 ANCHO DEL ESPACIO DESTINADO AL CONDUCTOR ..................... 114 ACCESO AL PUESTO DEL CONDUCTOR ............................................. 115 ESPACIO DE ALMACENAMIENTO........................................................ 116
DIMENSIONES DEL ASIENTO DEL CONDUCTOR Y RANGO DE AJUSTE.......................................................................................................................... 116
DIMENSIONES DEL ASIENTO ................................................................ 118 SISTEMA DE AJUSTE DEL ASIENTO .................................................... 119 SUSPENSIÓN DEL ASIENTO Y AMORTIGUAMIENTO DE VIBRACIONES ........................................................................................... 120 TAPIZADO DEL ASIENTO ....................................................................... 122
VOLANTE ....................................................................................................... 122 DIÁMETRO DEL VOLANTE .................................................................... 125 DIÁMETRO DEL ARO DEL VOLANTE .................................................. 126 DISPOSICIÓN DE MANDOS POR DEBAJO DEL VOLANTE............... 126
PEDALES......................................................................................................... 128
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DISEÑO DE LOS PEDALES ...................................................................... 129 FUERZAS DE ACCIONAMIENTO ........................................................... 130
PEDAL DEL ACELERADOR......................................................................... 131 CAMPO DE VISIÓN ....................................................................................... 132
CAMPO DE VISIÓN DIRECTO................................................................. 132 VISIÓN FRONTAL ................................................................................. 132 ALCANCE Y VISIÓN DE LOS INSTRUMENTOS .............................. 136 CAMPOS DE VISIÓN PARA ÁNGULO DE –12º................................. 137 CAMPOS DE VISIÓN PARA ÁNGULO DE –35º................................. 137 DISPLAYS PERIFÉRICOS..................................................................... 141 VISIÓN DE MENORES EN LAS INMEDIACIONES DEL VEHÍCULO.................................................................................................................. 141
CAMPO DE VISIÓN INDIRECTA ............................................................ 142 3. CONCLUSIONES.................................................................................................... 143 ANEXOS BIBLIOGRAFÍA ENCUESTA
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estudio para la mejora de las condiciones de SEGURIDAD y ergonomía del puesto de CONDUCCIÓN de autocares
1. INTRODUCCIÓN
Con el presente trabajo se analiza el diseño de los autobuses y autocares actuales
con el fin de conseguir unos niveles elevados, tanto de confort como de seguridad de los pasajeros. En la actualidad, existen prescripciones (Reglamentos ECE) en relación con las dimensiones mínimas del espacio disponible para los pasajeros, las dimensiones de los asientos y los accesos al habitáculo de pasajeros. Así mismo, también se introducen condicionantes en relación con la seguridad de los pasajeros para contribuir a su protección en determinados tipos de accidentes, como el choque frontal o el vuelco, y para facilitar su evacuación.
Por el contrario, no existe en la actualidad en España ningún tipo de
reglamentación o normativa sobre el puesto de conductor de los autocares, ni en relación con su seguridad, ni con el confort, ni con la ergonomía.
La mejora de la ergonomía en el puesto de conductor puede ser beneficiosa
desde distintos puntos de vista. Por un lado, las mejoras en la postura de conducción y la accesibilidad de los mandos pueden contribuir a reducir enfermedades laborales en los conductores. Por otra parte, la optimización del campo de visión del conductor y de la accesibilidad de ciertos mandos, puede reducir el tiempo de respuesta ante determinadas situaciones de riesgo, y contribuir a evitar posibles accidentes. Por último, las mejoras ergonómicas ayudan a reducir la fatiga del conductor, lo que se traducirá también en un menor riesgo de accidente.
En lo que se refiere a la seguridad pasiva, según se desprende de los estudios
accidentológicos consultados, el riesgo de daños del conductor en determinados tipos de accidentes, como pueden ser los choques frontales, puede llegar a ser bastante más alto que el de los pasajeros. Por otra parte, el hecho de que el conductor permanezca consciente y no sufra heridas graves, puede ser determinante a la hora de agilizar la evacuación en determinados accidentes. Por lo tanto, sería deseable que el vehículo ofreciese al conductor un nivel de seguridad pasiva, al menos igual o superior al de los
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pasajeros, lo que redundaría tanto en su propio beneficio como en el de aquellos en caso de accidente.
Este proyecto se realiza como continuación del de “Definición de criterios de
diseño del puesto de conductor de los autocares desde el punto de vista de la seguridad” realizado dentro del Programa de Fomento de la Seguridad de Vehículos del año 2000 del Ministerio de Ciencia y Tecnología.
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2. DESCRIPCIÓN DE LOS TRABAJOS REALIZADOS.
FASE 1. ERGONOMÍA DEL PUESTO DE CONDUCCIÓN DE AUTOCARES.
FASE 1.1 RECOPILACIÓN DE DATOS EN RELACIÓN CON LA ERGONOMÍA DEL PUESTO DE CONDUCCIÓN
En esta etapa se han estudiado cuales son los parámetros que influyen en el grado de confort del conductor de autobuses y autocares interurbanos.
Se han analizado las características constructivas del entorno de trabajo del conductor y que se consideran pueden tener influencia en el grado de confortabilidad del mismo.
No obstante, dada la gran diversidad de carroceros existente y la posible variación dentro de los autobuses por ellos fabricados, resulta muy complejo establecer un puesto de conductor tipo, que se pueda considerar representativo de los existentes.
Para el establecimiento de las características y el rango de variación de las
variables a considerar, se ha realizado un análisis bibliográfico, donde se ha consultado la bibliografía nacional e internacional, así como también cuantos artículos o trabajos técnicos que pudieran aportar información. Además, el INSIA dispone de una experiencia adquirida en sus múltiples estudios, de investigación y desarrollo relacionados con los autobuses y autocares, durante los últimos años, que nos ha permitido establecer diferentes requerimientos técnicos o condicionantes.
Las fuentes de información provienen principalmente de:
− Recomendaciones U.I.T.P. − Normas VDV de origen alemán − Diversa normativa americana. − También se indican algunos valores obtenidos de diversa bibliografía relacionada con el tema.
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Dimensiones mínimas del espacio reservado al conductor.
Es necesario cuantificar las dimensiones mínimas a exigir en el espacio reservado para el conductor de los autobuses, con objeto de que pueda desempeñar de forma adecuada su tarea y en las mejores condiciones de confort posibles, disponiendo además de espacio para depositar cualquier objeto, como bolsa de mano que necesite.
Las dimensiones máximas y mínimas deberán establecerse no sólo en el sentido de
la marcha, sino transversalmente, medidas tanto a nivel del piso, como a la altura de la cabeza, en la posición más elevada posible. A continuación se muestran cuales son las dimensiones mínimas del puesto de trabajo que se han encontrado en la diferente bibliografía.
Medidas longitudinales.
Corresponde a la distancia desde el frontal del autobús a los pedales, o por
ejemplo al talón y la distancia del frontal a la parte trasera del espacio del conductor, medido a nivel del suelo y en la parte superior o como en la figura la distancia entre el talón y la parte trasera.
Los datos obtenidos son los siguientes: − Código de la Circulación. Art. 225. El asiento del conductor estará separado e independiente de los otros. Los asientos de los viajeros más próximos estarán a más de 10cm de los elementos de mando. − Recomendaciones U.I.T.P. Toman como origen el frontal del autobús y referencian la medida al punto más adelantado del pie y al más retrasado de la espalda. El espacio disponible para el conductor desde el frontal tiene que tener una longitud comprendida entre 1320 y 1470 mm. Por delante de los pies debe de existir una separación de 160 a 390 mm y el espacio ocupado por el conductor estará comprendido entre 750 y 900 mm.
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− Recomendación VDV234. Toman como origen el frontal del autobús y como punto de referencia del conductor el punto de apoyo del talón. La distancia libre por delante del talón del conductor será superior a 340 mm, por otra parte, definen que el conductor debe poder girar su asiento en su posición más elevada y más retrasada, estando el respaldo inclinado 20º, esto delimita una longitud desde el frontal
Dimensiones longitudinales del puesto
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Medidas transversales. Corresponde a la distancia del lateral del autobús al eje central del asiento del conductor “D1”,la distancia “D2” del ancho del asiento y la distancia “D3”que corresponde al ancho de la parte trasera del habitáculo del conductor.
Dimensiones transversales del puesto
Acceso al puesto del conductor.
Es necesario distinguir entre entrada por puerta de uso exclusivo del conductor, la situada a su izquierda, y si el acceso es por la puerta de acceso de los viajeros, accediendo el conductor a su asiento por la parte derecha de éste.
En el primer caso, será necesario definir la altura máxima superable por el
conductor. En el caso de que la altura del piso del conductor supere un determinado valor, será necesario disponer de escalones suplementarios para acceder al mismo.
En el caso de que se acceda desde la parte derecha, a través de la puerta de servicio delantera, será necesario definir el espacio libre de obstáculos mínimo necesario para realizarlo.
Además, en cualquier caso, serán necesarios disponer de unos asideros que
faciliten el acceso y contribuyan a mejorar la seguridad.
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Espacio necesario para almacenamiento de objetos.
Es necesario determinar los objetos que el conductor puede transportar en su habitáculo, distinguiéndolos en función de su posible uso durante la marcha.
o Objetos de uso frecuente durante la marcha.. Gafas, mechero y tabaco, bloc de notas, libro de ruta, plano de
carreteras, bebida cintas de video y música, micrófonos, etc. o Objetos de escaso uso durante la marcha. Dentro de estos, podría ser una
pequeña bolsa de viaje, la documentación, espacio para su ropa, etc.
Por lo tanto, será necesario disponer de espacio suficiente, colocado en un lugar fácilmente accesible por las manos del conductor sin que se interfiera en la conducción, con objeto albergar los pequeños objetos de uso frecuente.
En cuanto a los objetos de escaso uso, será necesario disponer de un hueco de
mayores dimensiones, en los que el conductor pueda depositarlos, no siendo necesario disponerlos cerca del mismo, puesto que durante la marcha no accederá a ellos. Además será necesario disponer de una percha, en la que se pueda colgar la ropa, con la debida sujeción para evitar que, durante la marcha, como por ejemplo en una frenada, ésta pueda caer sobre el conductor.
Climatización y ventilación del espacio del conductor.
Con objeto de mejorar las características del entorno del conducto es necesario dotar al mismo de la necesaria ventilación de su habitáculo, no sólo con objeto de evitar que los cristales se empañen, sino también a mantener un número de renovaciones de aire y una temperatura adecuados a la tarea que realiza el conductor.
Según la norma VDV234, el sistema básico debe consistir en la calefacción y
ventilación convencionales de aire, y opcionalmente puede incluir suelo radiante de calefacción y aire acondicionado.
La calefacción y la ventilación en la cabina del conductor debe de ser controlado
independientemente de las del compartimiento de los pasajeros.
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La velocidad del aire no debe exceder de 0,1m/s en la posición más baja del
ventilador cerca del área del cuerpo. Calefacción
La temperatura de salida del aire debe de estar comprendida entre 18 y 25ºC.
Este rango de temperaturas debe de ser alcanzado en condiciones normales de funcionamiento e incluso con una temperatura exterior de –15ºC. Los requerimientos de temperatura deben de ser alcanzados con una velocidad del aire de 0,2m/s en el área más cercana al cuerpo.
El gradiente de temperaturas no debe de ser mayor a 2K/m, siendo preferible una
distribución laminar de temperatura con el área cercana a la cabeza aproximadamente entre 1 y 3ºC más fría que el área de los pies.
Para impedir la entrada de aire frío en el puesto de conducción al abrir la puerta
delantera se deben implantar dispositivos tales como:
- Puerta de cabina alta para proteger el área del muslo. - Separación entre la puerta de la cabina. - Cortina de aire caliente y/o inyectores especiales de aire caliente en el área de la puerta.
Durante el funcionamiento de la calefacción se debe de asegurar una temperatura constante en la superficie de la pared del lado izquierdo, y del piso del suelo de 15ºC.
Ventilación.
El ventilador debe de tener al menos tres posiciones y debe de ser posible
apagarlo cuando el motor no esté en marcha. Adicionalmente se pueden instalar inyectores de aire en el panel de instrumentos, con ajuste tanto en caudal de aire como en dirección. La máxima velocidad del aire de ventilación debe ser de 5m/s.
Desempañado de ventanas.
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Para desempañar las ventanas debe haber inyectores de aire con aire directo al parabrisas y a las ventanas laterales (las ventanas del conductor y la puerta delantera) En la normativa VDV mencionada se especifica que la ventana lateral debe ser practicable en al menos un tercio de su área, además en el lugar del conductor se debe dotar de calefacción para asegurar que la diferencia de temperatura con el exterior sea de 35ºC.
Además es conveniente dotar de un parasol desplazable con objeto de disminuir el riesgo de deslumbramiento por el sol.
Dimensiones del asiento.
Las medidas mínimas necesarias del asiento deben ser tales que permitan
acomodarse a cualquier percentil, para ello es necesario que éste tenga unas medidas mínimas, determinadas en ancho y profundidad del asiento y ancho y altura del respaldo. En la siguiente figura se establecen las medidas mínimas que la norma VDV 234 establece para el asiento.
Dimensiones del asiento según la norma VDV 234
El código de la circulación establece como anchura mínima 0.65m.
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Las recomendaciones U.I.T.P. establecen como dimensiones que las dimensiones del asiento deben estar comprendidas entre 450 y 500 mm.
Posición del asiento y rango de ajuste del mismo.
El asiento debe estar colocado a una altura de 420mm siendo regulable en altura e inclinación y distancia longitudinal.
Suspensión y amortiguación del asiento.
El asiento está dotado de sistema de suspensión propio de forma que la
frecuencia natural sea de 1 a 1.3 Hz, normalmente neumática, siendo el amortiguador hidráulico, siendo su relación de amortiguamiento menor de 0.8. Estará concebido para ser utilizado por personas cuyo peso esté comprendido entre 45 y 130Kg.
Materiales de tapizado del asiento.
La tapicería es suave, con una resistencia al desgaste adecuada y realizada en un material transpirable, siendo su dureza en torno a los 300 a 500N
Calefacción del asiento En el caso de disponer de asiento calefactable, la temperatura en el asiento será como máximo de 36ºC según norma VDV.
Dimensiones y sistema de ajuste del reposacabezas. Las dimensiones son las indicadas en el apartado de asientos, el sistema de ajuste
debería permitir ajustarse a las distintas tallas de conductores.
Sistemas de anclaje del cinturón de seguridad.
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Normalmente los cinturones de seguridad con que cuenta el asiento son de tres
puntos. Como el asiento está dotado de suspensión, los cinturones están integrados en el propio asiento, porque de esta forma se aumenta la comodidad de uso del mismo. Por lo tanto el asiento deberá estar homologado respecto a la directiva 96/38, relativa a anclajes de cinturón de seguridad.
Cinturón de seguridad de 3 puntos en el asiento del conductor
Diseño y colocación de los pedales.
Existe un Reglamento de Ginebra UNECE R35 sobre disposición de los pedales
y mando de los pedales en el vehículo, deberán contar con reposapiés con recubrimiento o grabado antideslizante.
Según recomendaciones de la U.I.T.P. la disposición de los pedales seguirá el
siguiente esquema, en el que aparecen indicadas las distancias desde los ejes de los distintos pedales a eje de la dirección.
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Posición de los pedales según recomendaciones de la U.I.T.P.
El acelerador, está inclinado 12º respecto al eje longitudinal del vehículo, la
inclinación del mismo si ser accionado será de 45-49º siendo el recorrido de uso de unos 20º. La fuerza de uso será de 35-40N siendo la fuerza de retroceso de unos 20N
En cuanto al freno está inclinado 5º respecto al eje longitudinal del vehículo y la
inclinación del pedal sin ser accionado estará comprendida entre los 45-49º, siendo el recorrido de uso de unos 25º. Las fuerzas de uso del pedal de freno, son reflejadas en la siguiente tabla, con el objetivo, es que la fuerza sea lo más baja posible.
Porcentaje de frenado Fuerza de frenado Método de funcionamiento
20% ≤ 120N Pie 50% ≤ 180N Pie 100% ≤ 210N Pierna
En cuanto al embrague , formará 0º respecto al eje longitudinal del vehículo y la
altura del centro del pedal de embrague sin accionar con respecto al piso del vehículo, estará comprendida entre 200-250mm. El accionamiento del mismo, requiere una fuerza óptima de entre 20-100N con un recorrido óptimo de unos 100mm, y una fuerza máxima de 150N con un recorrido máximo de 150mm.
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Zonas de apoyo de los pies. Normalmente se dispone de espacio de descanso para el pie izquierdo que suele
tener una inclinación de aproximadamente 25º con respecto a la horizontal, siendo su longitud de al menos 350mm. Dimensiones y posición del volante.
El puesto de conductor cuenta con un volante de 450mm a 550mm de diámetro y
20-30mm de grosor. La caña de la dirección forma un ángulo de 78º con la horizontal.
Sistemas de ajuste de la posición del volante.
La caña de la dirección puede ser regulable en altura, permitiendo variar su altura entre 760 y 810mm y su inclinación está comprendida entre 15 y 20º siendo normalmente su posibilidad de regulación de al menos 5º en cada sentido. Según recomendación VDV la altura del volante será regulable 40mm.
En el siguiente gráfico se muestran los valores indicados anteriormente.
Posición y regulación del volante
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Campo de visión directa del conductor. Según recomendaciones de la U.I.T.P. se deberá dotar al conducto de unos
ángulos mínimos de visión del conductor medidos desde la horizontal que definen sus ojos de 8º por encima y 30º por de bajo, según la siguiente figura.
Campo de visión del conductor según recomendaciones de la U.I.T.P.
Por otra parta, las normativa VDV establece unos ángulos de visión distintos, en
función de la posible localización del conductor según la siguiente figura.
Campo de visión del conductor según normativa VDV.
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Según normas VDV la visibilidad será de 23º en la horizontal y de 33º bajo la horizontal.
Posición y características de los retrovisores exteriores. En las Directivas 88/321/CE y en el Reglamento UNECE 46R01 se incluyen
exigencias en cuanto a las dimensiones, características de las superficies reflectantes, número y emplazamiento de los retrovisores, regulación y campo de visión del conductor, que es obligatoria desde 1987. Sistemas para evitar deslumbramientos y reflejos (cortinas, parasoles....)
Para evitar el deslumbramiento del conductor tradicionalmente se han instalado
cortinillas o parasoles, la normativa VDV establece que esta será abatatible, opcionalmente enrollable. Además el conductor estará protegido por un parasol situado detrás del parabrisas, regulable en altura.
En diversas recomendaciones como pliegos de prescripciones técnicas de
empresas de transporte existen recomendaciones para las cortinillas o para-soles, disponiendo normalmente que existirán cortinillas parasoles auto-enrollables, tanto en la parte frontal como en la ventana lateral del puesto de conducción.
Dichas cortinillas deberán ser fácilmente accionadas por el conductor y no
dificultar la visibilidad durante la conducción. La cortinilla lateral deberá cubrir la ventana lateral a excepción de la zona de visión del espejo retrovisor izquierdo. La cortinilla delantera cubrirá la mitad del parabrisas correspondiente al puesto de conducción.
Según la norma VDV234, el uso de espejos de interferencia evitan los
deslumbramientos en los espejos exteriores. Los reflejos debidos a las fuentes de luz u otros objetos luminosos, y los reflejos debidos a la luz solar no deben afectar ni impedir la vista del exterior ni de los dispositivos o controles de información. Los reflejos en el parabrisas se deben reducir al mínimo, mediante un diseño adecuado del mismo. En la cabina se deben utilizar colores oscuros y mates, y la iluminación interior debe
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comenzar en la parte delantera del compartimiento de pasajeros, instalando una mampara anti-deslumbramiento detrás del conductor.
Diseño y posicionamiento de los sistemas de información al conductor. Según recomendaciones U.I.T.P. la disposición de los mandos ser hará en
distintas zonas según su uso como se muestra en la siguiente figura:
Zona 1: Aparatos de advertencia (indicadores de luz, aceite, presión de parada)
Zona 2: Dispositivos de control
Zona 3: Velocímetro, cuenta-revoluciones, totalizador kilométrico.
Zona 4: Dispositivitos de mando (freno de socorro, indicadores de dirección, puesta en marcha del motor, iluminación, calefacción, ventilación, abertura de puertas, etc)
Zonas para disposición de los mandos según recomendación de la U.I.T.P. Por otro parte siguiendo las recomendaciones VDV se indican los colores de los indicadores así como la señal acústica caso de llevar, agrupándolos también según su función o importancia, indicando en algunos casos las dimensiones de los pulsadores.
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Distribución del salpicadero según VDV.
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FASE 1.2 PRUEBA CON VEHÍCULOS REALES. ENCUESTA A CONDUCTORES. Con objeto de evaluar los diseños del puesto de conductor de los vehículos actualmente en circulación, se ha confeccionado un cuestionario a rellenar por los conductores en el que se le hace una serie de preguntas cuyas respuestas posibles son limitadas, en la gran mayoría, las opciones se reducen a 3. Con esta encuesta se pretende obtener los puntos, elementos, tareas o acciones que más incomodas les resultan, de esta forma se pueden identificar y concentrar sobre ellas una mayor atención. En el Anexo I se muestra el esquema de encuesta propuesto. El contenido de la encuestas e el siguiente:
1. Datos del vehículo conducido, lo que permite obtener cuáles son los vehículos actualmente en circulación que mayor problemática presenta, desde un punto de vista de la ergonomía, y los más adecuados.
Los datos a reflejar son:
Marca Modelo Año de fabricación
2. Datos del conductor, referenciados por el código de identificación del
mismo, que únicamente será conocido por la empresa transportista, con lo que los conductores no estarán coaccionados a la hora de rellenar la encuesta.
Los datos a reflejar son:
Sexo Altura Peso
Con los datos de la altura y peso y mediante la comparación con el
percentil que por altura le corresponda puede permitir identificar la causa o causas posibles de la disconformidad manifestada en la encuesta.
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3. Preguntas relacionadas con el habitáculo. Comprende las preguntas
relacionadas con el asiento, el volante, los pedales, los mandos y en general el entorno inmediato al conductor.
Los datos a reflejar son:
Parte del habitáculo que más incomodo le resulta Problemas con los mandos, y cuál Espacio alrededor del habitáculo adecuado. Dificultad de movimientos
Se pretende determinar que partes del habitáculo son susceptibles
de ser mejoradas y cuales están correctamente resueltas.
4. Preguntas relacionadas con el asiento, tienen como misión encontrar los posibles problemas relacionados con la postura de conducción, motivado por una regulación escasa del mismo.
Los datos a reflejar son:
Tamaño adecuado. Problemas con la regulación longitudinal. Posibilidad de regulación optima. Posibilidades de regulación susceptibles de ser añadidas.
5. Cuestiones planteadas sobre los pedales, cuya misión es determinar la
comodidad de accionamiento de los pedales, los problemas que puede plantear su ubicación y sus dimensiones.
Los datos a reflejar son:
Dificultad de alcance a los pedales Problemas con la postura del pie sobre los pedales. Alternativas de colocación y ubicación respecto a la caña de la
dirección. 6. Cuestiones relacionadas con el volante, referentes a las posibilidades de
regulación.
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Los datos a reflejar son:
Dispone de reglajes suficientes para adaptarse a las necesidades. En caso de tener problemas con el volante, cuál es la causa,
por altura o por diámetro.
Se pretendía distribuir esta encuesta a las principales asociaciones de empresas de transporte de viajeros, como FENEBUS, ASINTRA, etc, para que fueran distribuidas a sus asociados. También se pretendía distribuirlas a las centrales sindicales, pero en la fecha prevista de ejecución de este proyecto la conflictividad laboral en el sector hacían aconsejable no distribuirla, puesto que la probabilidad de que fuera bien acogida era escasa.
Como consecuencia de esto y con objeto de continuar con el trabajo, se ha
planteado la misma encuesta a los conductores de una empresa de transporte urbano, con el objetivo es que la encuesta sea rellenada por toda la plantilla.
Aunque se trata de transporte urbano de viajeros, las molestias o disconformidades manifestadas por los conductores, no diferirá mucho de la de autobuses interurbanos, con la salvedad de las propias de recorridos urbanos. Por otra parte, la disposición de los mandos, la dirección y el asiento será similar a la de los interurbanos. Además, si se considera que los mandos tienen una disposición semejante, y se tiene en cuenta que los conductores de autobuses urbanos, realizan la jornada laboral de 7 u 8 horas de forma ininterrumpida, sin los periodos de descanso cada dos horas que la reglamentación obliga para los conductores de autobuses interurbanos, es de esperar que una incomodidad que un conductor de autobús interurbano le resulta leve, puesto que cada cierto tiempo puede descansar, al urbano le resultará muy incomoda puesto que tiene que mantener la postura durante mucho tiempo. Por otra parte, las continuas maniobras que los recorridos urbanos obligan, harán que los conductores sean más susceptibles a la incomodidad originad por el cambio, los pedales, los indicadores de dirección y el volante, circunstancias que un recorrido interurbano no son tan frecuentes. En cuanto a los problemas originados por la vibración a que está sometido el conductor, en un recorrido urbano, el conductor puede estar sujeto a unos niveles de
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vibración de mayor frecuencia o mayor amplitud que los de autobuses interurbanos, puesto que a pesar de que las velocidades de circulación son distintas, el estado de conservación de las vías urbanas con frecuencia puede llegar a ser peor que el de la red de carreteras del Estado.
De esta forma determinados problemas ergonómicos será más fácilmente detectables en los conductores urbanos que en los interurbanos. Como inconveniente, principal de considerar los recorridos urbanos, está el hecho de que existirán lesiones o molestias que únicamente manifestarán los los conductores de estos recorridos, puesto que hay tareas que son propias de este tipo de transporte. De entre ellas se pueden destacar las incomodidades debidas a la labor de cobro y expedición de billetes, las motivadas por el elevado ruido y el consiguiente malestar que eso provoca en el conductor y sobre todo, la influencia de naturaleza subjetiva que el tráfico urbano, con sus atascos, ocasiona sobre el estado de ánimo de los conductores.
Por lo tanto, teniendo en cuenta las anteriores premisas, se puede considerar como una solución adecuada el considerar también los datos de la encuesta a conductores en recorridos urbanos, para el análisis del puesto del conductor de autobuses y autocares interurbanos, separando claro está, las molestias, incomodidades o lesiones que sean propias del modo urbano.
Se muestran a continuación resultados de la encuesta sobre un grupo de 100 empleados, elegidos de modo aleatorio, agrupándolos por campos.
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HABITÁCULO
Descripción general
El habitáculo general es
Cómodo47%
Incómodo53%
NS/NC0%
Causa de la incomodidad
El habitáculo resulta incómodo por
Asiento incómodo
35%
Pedales13%
Volante6%
Habitáculo pequeño
19%
NS/NC27%
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Ubicación de los mandos
Algún mando que no esté al alcance
No60%
Si17%
NS/NC23%
Espacio del habitáculo
El espacio del vehículo es
Grande4%
Correcto 45%
Pequeño49%
NS/NC2%
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Interferencia con algún movimiento
¿Hay elementos que interfieren con el movimiento?
No60%
Si23%
NS/NC17%
Altura del habitáculo
¿Le guataría ir más alto?
No60%
Si31%
NS/NC9%
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Acceso al habitáculo
El acceso al habitáculo resulta
Cómodo 33%
Incómodo61%
NS/NC6%
Las principales conclusiones que se pueden obtener de la encuesta en éste apartado son:
• No está diseñado para que un amplio rango de percentiles de conductores
consigan su postura óptima, ya que más de la mitad no consideran apropiado el
habitáculo a sus características.
• El principal problema reside en el diseño del asiento. Podemos observar como el
diseño está más enfocado a los conductores más altos, por lo que los percentiles
más pequeños, serán los que tengan los mayores problemas.
• Se vuelve a ver que el diseño está más enfocado a percentiles altos, pues la
mayoría llega a la totalidad de los instrumentos.
• En lo que se refiere al espacio del habitáculo, se observa que al ser mayor la
proporción de conductores de grandes dimensiones, hay una consideración más
elevada de que el espacio disponible es reducido.
• Al considerar el espacio pequeño se deduce que existirá una disposición de
mandos muy agrupada en ese poco espacio, por lo que habrá elementos que
interfieran en las maniobras.
• La altura vuelve a ser elevada para parte de los conductores, por lo que se vuelve
a demostrar que los mandos están diseñados para los conductores de mayores
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percentiles, el problema del resto será que su campo de visión se verá cortado
por la altura del tablero.
• El porcentaje de conductores que consideran que el acceso al habitáculo es
incómodo es muy elevado, la razón fundamental puede radicar en las escasas
dimensiones y la elevada acumulación de elementos.
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ASIENTO
Regulación de la postura de conducción
El asiento permite una regulación óptima
No42%
Si54%
NS/NC4%
Banqueta del asiento
Críticas al asientoBanqueta muy larga
6%Banqueta muy corta
5%
Falta alguna regulación
54%
NS/NC35%
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Posibilidades de regulación
Regulación del asiento que añadiría
Inclinación banqueta
9%
Apoyo lumbar55%
Dureza amortiguació
n14%
NS/NC22%
Regulación longitudinal
Causas del problema de la regulación del asiento
Es muy alto y conduce encogido
13%
Le molesta el volante
13%
No llega a los pedales
10%
NS/NC64%
Las principales conclusiones que se pueden obtener de la encuesta en éste
apartado son:
• Ya se ha visto anteriormente que el asiento es el principal causante de los
problemas en el puesto de conducción, dentro de las causas se encuentra
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como la más importante, la imposibilidad de regular el asiento para obtener
una postura optima.
• Como otras causas de menor importancia son las dimensiones de la
banqueta.
• Dentro de los reglajes que debería incluir, el que aparece como de mayor
importancia son los relacionados con la zona lumbar ya que es ésta zona del
cuerpo la que más importancia tiene para alcanzar una postura óptima en lo
que al asiento se refiere.
• En cuanto a la problemática de la regulación, aparecen causas muy igualadas
ya que con porcentajes parecidos se encuentran el alcance de los pedales, la
posición del volante y la postura de conducción.
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PEDALES
Reglajes disponibles
Con los reglajes de pedales disponibles
No llega bien a ellos12%
Llega perfectamente a
ellos81%
NS/NC7%
Ángulo de inclinación
Postura debido al ángulo de los pedales respecto al suelo
Incómoda42%
Cómoda45%
NS/NC13%
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Colocación
Colocación de los pedales
Suspendidos3%
Sobre el suelo62%
NS/NC35%
Respecto a la caña de la dirección
Colocación de los pedales respecto a la caña
Más separados de la caña
29%NS/NC62%
Más cercanos a la
caña9%
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Las principales conclusiones que se pueden obtener de la encuesta en éste apartado son:
• La instalación de los pedales no plantea especiales problemas en cuanto a su
acceso, puesto que pueden llegar a ellos con facilidad, en el 81% de los
casos.
• El ángulo de inclinación de los pedales resulta incomodo en el 45% de los
casos, en especial en las personas de menor talla, motivado en parte por la
insuficiencia de regulación longitudinal y de altura del asiento.
• En el 62% de los casos, la instalación más demandada es la de colocados
sobre el suelo, con el punto de giro colocado cerca del punto de apoyo del
talón.
• En un 29% de los casos manifestaron incomodidad debido a la excesiva
proximidad de los pedales con la caña de la dirección que puede provocar
interferencias al accionar los pedales.
• Los pedales que consideran más adecuados, son los que se disponen sobre el
suelo, con el punto de articulación colocado lo más cerca posible del punto
de apoyo del talón.
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VOLANTE
Evaluación general
Con los reglajes del volante
No está cómodo
19%
Está cómodo71%
NS/NC10%
Causa de incomodidad
Razones por las que no está cómodo
NS/NC73%
Interfiere con el volante
4%
No llega al volante
1%
El volante es muy grande
22%
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Reglajes del volante
¿Faltan reglajes del volante?
No40%
Si19%
NS/NC41%
Las principales conclusiones que se pueden obtener de la encuesta en éste apartado son:
• La posición general del volante resulta adecuada en el 71% de los casos.
• En general, un alto porcentaje, un 22% del 26%,de respuestas, lo que supone
un 84% manifestó que el diámetro del volante es excesivamente grande.
• En un 40% de los casos consideran adecuado las regulaciones de que
dispone el volante para adaptarlo a su postura de confort.
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CONCLUSIONES DE LA ENCUESTA
Como conclusiones generales de la encuesta se pueden extraer las siguientes:
El diseño de los habitáculos está pensado para percentiles grandes,
puesto que resulta significativo el número de conductores que
manifiestan problemas para acceder a los mandos, volante, pedales, etc.
El acceso al puesto del conductor resulta incomodo, motivado por el
poco espacio disponible para ello.
A pesar de existir un porcentaje de personas que manifiesta tener
dificultad para acceder a los distintos elementos, en el caso de los
percentiles grandes, muestran molestias por la excesiva agrupación de
mandos y pedales. Esto es debido, a que al tratar de hacer un diseño
versátil, se recurre a concentrarlos, de forma que para este grupo les
resulta pequeño el habitáculo y la disposición del mismo.
En cuanto al asiento, los puntos débiles son: la imposibilidad de
regulación para obtener una postura adecuada y el insuficiente apoyo
lumbar, que motiva el mayor número de quejas y bajas por enfermedad.
En cuanto a los pedales, un porcentaje significativo de los conductores
manifestaron dificultad para acceder a los mismos, motivado por la
insuficiencia de regulación longitudinal del asiento y la imposibilidad de
limitar la altura del mismo.
La colocación de los pedales está muy cerca de la caña de la dirección,
lo que en algunos casos, interfiere con los movimientos de las piernas y
los pies, como demuestra que un alto porcentaje de conductores
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prefiriera que los mismos, estuvieran colocados más lejos de la caña de la
dirección.
El volante tiene un diámetro muy grande, como muestra que el 80% de
los conductores que manifestaron incomodidad lo hicieran por esta
causa.
En general, la colocación de la dirección resulta adecuada y no
consideran que faltan reglajes en la misma.
Como resumen, la principal causa de incomodidad manifestada por los
conductores está motivada por el asiento, por un lado, porque la regulación no es
suficiente, lo que se traduce en dificultad para acceder a los mandos, y por otro, al
insuficiente apoyo lumbar.
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FASE 1.3. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS ERGONÓMICOS MÁS INFLUYENTES. Con esta fase del estudio se pretende determinar cuál o cuáles de los parámetros o variables de las definidas en el primer punto, y que pueden variar de un autobús a otro resultan más influyentes, al incidir de una forma más acusada en la ergonomía del puesto del conductor y cuales no tienen una gran influencia. Sobre el total de variables de diseño que se pueden considerar, y que algunos investigadores han cifrado su número en 242 (You, 1997) se deberán seleccionar aquellas que tengan una influencia apreciable en la ergonomía del conductor, y que se se subdividen en seis subsistemas: asiento, volante, pedales, cuadro de instrumentos, espejos y espacio periférico.
Establecimiento de un sistema de referencia
Antes de abordar el diseño ergonómico, es necesario determinar un sistema de referencia, al que referir todas las dimensiones del puesto del conductor.
Como en el diseño del puesto de conductor intervienen requerimientos, que pueden estar encontrados, es necesario analizar cada uno de ellos, antes de fijar un punto al que deban de referirse todas la variables de diseño del puesto del conductor.
Así por ejemplo, por necesidades de visión, será necesario dotar al conductor de una posición elevada, que puede hacer que los percentiles antropométricos más pequeños tengan dificultad para acceder a los pedales. Por el contrario, si se intenta establecer el diseño del puesto para que cualquier persona no tenga problemas para manejar los pedales, puede hacer que las más corpulentas se sientan atrapadas en un entorno demasiado pequeño para ellos, mientras que los más bajos tendrán problemas de visión. Los posibles puntos de referencia a considerar son:
Posición de diseño de los ojos “PDO”, con este principio, el punto de referencia fijo es la posición de los ojos que satisface los requerimientos del campo de visión, que una vez fijado, las demás variables se deberán referir a él.
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La ventaja que presenta, es que de esta forma, el campo de visión siempre será el correcto, pero requiere de grandes ajustes para los asientos y pedales para poder acomodar a percentiles muy distintos del 50%, tales como el 5% y el 95%.
Punto de referencia del talón “PRT”,. Se asume que todos los percentiles
utilizarán el mismo punto de apoyo del pie que acciona el acelerador, de acuerdo con la normativa ISO 4130 y Los beneficios que se obtienen son que no se requiere ajuste de los pedales, pero por el contrario son necesarios grandes desplazamientos para poder ajustar el asiento y la columna de la dirección para poder cumplir los requerimientos del campo de visión. Es planteamiento es el utilizado en el diseño de cabinas de tractores que requieren de tener la posición más elevada posible del asiento para asegurar una correcta visión.
Punto de referencia del asiento, “PRA” que deber de coincidir con el punto
“H”. Es una solución de compromiso entre visibilidad y diseño ergonómico. Requiere de mínimos ajustes de los asientos, volante, y pedales. El problema es que requiere ajustes del suelo para proporcionar una operación confortable de los pedales. Para su localización se utiliza el maniquí “3D H” de acuerdo con las normas SAE J826, J1100 y las Directivas 74/60 o 2000/4.
En cualquier caso, es posible establecer una relación entre las coordenadas de
cada uno de los tres puntos de referencia. En este trabajo se ha optado por elegir como sistema de referencia, la posición
del talón, puesto que los pedales no se pueden desplazar de la posición original, mientras que los otros pueden ser ajustados mediante los distintos reglajes. Este sistema es el más comúnmente utilizado en la industria del automóvil.
El sistema de referencia está formado por tres planos perpendiculares:
• Plano X. Plano vertical transversal al plano longitudinal del autobús, a través del talón del pie que acciona el acelerador.
• Plano Y. Plano medio del hombre, paralelo al plano longitudinal de vehículo.
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• Plano Z. Plano horizontal, a través del talón del pie que acciona el acelerador.
El punto de intersección de estos tres planos, corresponde a la proyección del punto del talón al plano valor cero en Y. La intersección del plano de cero X con el plano de cero Y se define como la línea de referencia del talón.
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Parámetros de diseño
Por otra parte, para conseguir un diseño adecuado del puesto del conductor es
necesario considerar de forma simultanea los siguientes cuatro principios, jerarquizados por orden de importancia.
1. Visibilidad 2. Alcance de los mandos y extensión permitida por las extremidades. 3. Confort de uso 4. Fuerza requerida para cada tarea.
En cuanto a la visibilidad se deben incluir aspectos relacionados con la
visibilidad interior y exterior. Según esto, se han localizado las zonas en las que colocar los instrumentos dentro del contorno visual, se han determinado las dimensiones del parabrisas, la altura máxima del salpicadero, etc.
En cuanto al alcance de los mandos, se ha evaluado en función del rango
máximo de movimiento permitido por las articulaciones. Para ello se han tenido en cuenta las posturas estáticas, entendiendo por estas, aquellas que el conductor mantiene de forma continuada y las posturas dinámicas entendiendo por la secuencia de posiciones que el cuerpo sigue para accionar cualquier mando, como puede ser accionar el volante o los mando de la radio.
Como ejemplo, por postura estática de accionamiento del pedal se entiende el accionamiento del pedal a mitad de recorrido, circunstancia que puede corresponder a la situación normal de marcha y por postura dinámica se entiende la postura correspondiente al recogimiento del pie para dejar de pisar el acelerador o a la extensión del pie para pisar completamente el acelerador, que corresponden a circunstancias que a pesar de ser frecuentes, no son las posturas normales de accionamiento del mismo.
Unido a esto, está el concepto de confort de uso, puesto que la posición de confort normalmente se encuentra en un entorno de la mitad del rango posible de movimiento de una articulación, de forma que habrá que determinar el valor estático y el recorrido máximo para intentar hacer que la postura dinámica de las variables antropométricas, no se aleje demasiado de la posición de confort, permitiendo gobernar perfectamente el vehículo con ese margen de movimiento.
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Según lo anterior, se han dividido el entorno del conductor en los siguientes subsistemas a estudio:
a) Asiento b) Volante c) Pedales d) Panel de información e instrumentos e) Espejos f) Puesto del conductor periférico, donde se incluirán todas aquellas
variables que no influyen directamente en la comodidad de la marcha del conductor.
Dentro de cada uno de estos subsistemas se estudiarán los siguientes puntos:
• Asiento
- Reposacabeza - Respaldo - Asiento - Cinturón
• Volante - Altura - Inclinación - Inclinación de la caña
-
• Pedales y palanca de cambios
- Posición geométrica - Inclinación - Dureza - Recorrido
• Panel de mandos e instrumentos
- Testigos, iconos y displays - Distribución adecuada de los testigos - Dimensiones de los botones
• Espejos - Número mínimo - Distribución en planta y en alzado - Visibilidad de los mismos
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• Puesto del conductor periférico
- Espacio para guardar objetos - Colgadores - Pantalla de separación
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ANTROPOMETRÍA Y POBLACIÓN
Es necesario establecer unas características antropométricas de la población
objeto de este estudio. Para este estudio se ha utilizado diferentes parámetros antropométricos, expresados en términos de dimensiones del cuerpo. Se han analizado diferentes poblaciones y a falta de unos valores con la suficiente representatividad de la población española se ha optado por utilizar los valores antropométricos correspondientes a la norma SAE J833.
El rango de variación de los diferentes percentiles utilizado va desde el maniquí con un percentil del 5th que significa tan sólo el 5% de la población tiene sus dimensiones o características antropométricas inferiores a éste, hasta el maniquí del 95th, que indica que sólo el 5% de la población tiene sus características antropométricas con valores superiores a éste.
POBLACIÓN OBJETO DE ESTE ESTUDIO.
La actividad de los conductores de autobuses es caracterizada por largos
periodos sentados, con una falta de movimiento en algunas zonas de su cuerpo. Unido a esto, está la mala nutrición que pueden llevar a cabo durante las cortas paradas, que puede originar sobrepeso en algunos individuos. Además en otros estudios indicados en la bibliográfica [37] se ha establecido que pueden influir además otros aspectos sociales.
Estos factores causan que se puedan producir diferentes desviaciones don respecto a la población estándar. En España aún se está completando la elaboración de los parámetros antropométricos de la población estándar y aún no se dispone de ningún estudio que especifique los parámetros antropométricos de los conductores de autobuses o camiones.
En Alemania las autoridades en materia de seguridad y las organizaciones de automovilistas han analizado las especiales características de los conductores de autobuses y camiones, con objeto de determinar la forma de sus cuerpos y analizar las posibles desviaciones.
Las conclusiones que se obtienen de ese estudio son las siguientes:
o Existe una pequeña variación con respecto a la población estándar. o El porcentaje de mujeres no es significativo.
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o Los conductores de los autobuses son sensiblemente menores que la población estándar, aunque apenas existe diferencia en los brazos, manos y dedos.
o Todos los conductores, tienen un peso considerablemente mayor que los estándar.
o La circunferencia del cuerpo muestra un valor considerablemente mayor que las personas estándar, correspondiente al ancho de los hombros, anchura de codos, anchura del asiento y profundidad del asiento mayor.
o Los conductores de autobuses tienden a tener un cuerpo de mayores dimensiones del tronco y unas piernas más pequeñas.
Con objeto de evaluar las características de personas de elevada estatura TNO ha
elaborado un estudio sobre este sector de la población.
POBLACIÓN ESTÁNDAR
La población estándar que comúnmente se utiliza en automoción es la indicada anteriormente y que se especifica en la norma SAE J836.
No obstante y con objeto de adaptar los valores de la población a los cambios
que se van produciendo en estos, y que según [37] se pueden adaptar en función de la diferencia en años existente entre la población utilizada para el establecimiento de la norma anterior y la población objeto de estudio:
10mm por cada 10 años
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A continuación se definen las medidas estándar, para algunos de los percentiles utilizados en el estudio:
Dimensión (mm)
Variable Designación Percentil 50%
Percentil 95%
Desviación estándar
Estatura 1 1755.8 1865.616 66.8 Altura de axila 2 1320.9 1412.179 58 Altura de pecho en pie 3 1275.9 1362.16 56.1 Altura de cintura en pie 4 1058.8 1131.869 50.9 Altura de cadera en pie 5 837.2 896.3 46.2 Longitud de manga 6 601.5 641.947 30.7 Longitud de hombro a codo
7 340.8 364.668 17.2
Longitud de codo a muñeca
8 269.9 288.481 15.7
Ancho de pecho en pie 9 321.5 350.948 25.5 Ancho de cintura en pie 10 309.3 344.396 28.7 Ancho de cadera en pie 11 341.8 369.517 20.3 Altura de hombro en pie 12 1442.5 1543.766 62 Altura de nalga en pie 13 887.4 951.658 47.1 Altura de abdomen en pie
14 501.5 993.275 26.3
Altura de rodilla en pie 15 504.8 543.452 27.6 Altura 16 501.5 539.562 26.3 Altura de gemelo en pie 17 353.4 382.155 23.7 Profundidad de pecho 18 243.2 267.571 21.5 Profundidad de cintura 19 226.2 253.558 25.6 Longitud abdomen-nalga 20 248.6 273.099 20.7 Longitud de pie 21 269.7 286.583 13.1 Longitud de la planta del pie
22 196 208.393 10.5
Altura a las cervicales en pie
23 1519.4 1623.209 62.7
Altura lateral del cuello 24 1509.5 1611.684 61.6
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en pie Longitud de hombro 25 150.5 156.15 11 Ancho de talón 26 70.1 74.524 5.3 Altura de talón 27 67.1 71.726 5.5
Figura 1 Tabla de dimensiones básicas para percentiles 50 y 95%
estableciendo su posición de pie.
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Dimensión (mm)
Variable Designación Percentil 50%
Percentil 95%
Desviación estándar
Atura en posición sentado
28 913.9 958.872 35.6
Altura del ojo en posición sentado
29 792 854.04 34.2
Longitud hombro-codo 30 369 394.011 17.9 Ancho de cadera sentado 31 366.8 401.662 25.2 Ancho de pie sentado 32 100.6 106.461 5.3 Altura de acromion en posición sentado
33 597.8 634.5 29.6
Altura de rodilla en posición sentado
34 558.8 601.848 27.9
Altura el poplíteo 35 434.1 465.688 24.9 Longitud nalga – rodilla 36 616.4 662.438 29.9 Longitud nalga – poplíteo
37 500.4 537.397 26.6
Longitud antebrazo - mano
38 484 514.524 23.3
Profundidad de cintura en posición sentado
39 239 268.14 28.3
Altura de la cintura en posición sentado
40 234.6 245.623 15.2
Claridad del muslo 41 168.2 182.818 12.6 Altura de los hombros en posición sentado
42 630.3 667.903 28.2
Ancho de deltoides 43 491.8 525.708 25.9 Ancho hombros 44 397 415.815 18 Ancho de axilas
45 401.5 430.849 31.4
Figura 2 Tabla de dimensiones básicas para percentiles 50 y 95%
estableciendo su posición sentado.
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CRITERIOS DE CONFORT
Se ha establecido una postura de confort, que sirve como referencia a la hora de
valorar el grado de confort obtenido en cada una de las situaciones consideraras en este estudio.
En cuanto a la postura correcta del conductor, como es lógico, ésta depende además de la talla y la envergadura, de otros parámetros de naturaleza subjetiva.
Según esto se pueden distinguir dos tipos de ajustes para cada una de las
variables de diseño que cada individuo realizará: Por un lado los conductores realizarán unos ajustes de las variables para
adaptar el entorno a sus parámetros antropométricos, pudiéndose considerar como ajustes a gran escala, y que son de naturaleza objetiva. A partir de ahora se determinarán ajustes a gran escala. Por otro lado, cada individuo y una vez ajustado el entorno a sus parámetros
antropométricos, realizará pequeños ajustes que corresponderán a sus preferencias o gustos, y que serán pequeños en valor, siendo de naturaleza subjetiva. Se denominarán ajustes a pequeña escala.
Por lo tanto para definir una postura de confort es necesario analizar
primeramente los parámetros antropométricos de los diferentes conductores, con los que se puede obtener el rango de ajuste a gran escala, de forma que independientemente de condicionantes subjetivos todos los conductores realizarán.
Existen diferentes estudios en los que se define una postura de conducción optima para vehículos de turismo, obtenida generalmente de resultados experimentales sobre el análisis de una muestra de individuos a los que se les hacia interactuar sobre una réplica del vehículos, para posteriormente definir la postura de confort, (J. Mark 1998 y Wisner)
La postura de conducción de camiones y autocares difiere bastante de la de automóviles, puesto que el conductor de autocar tiene una postura mucho más erguida,,
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Según Gerard la postura idónea para conductores de autobuses y autocares es la que se indica en la siguiente figura.
Figura 3 Postura de confort del conductor de autobuses y autocares
según Gerard Por otra parte You 1997 establecen que la postura de confort debe estar comprendida en un entorno del valor medio del recorrido de una articulación, en la siguiente gráfica se muestra la postura idónea de conducción adoptada.
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Figura 4 Postura de confort del conductor de autobuses y autocares
según You Por otra parte, según Kraus W, especifican una postura de conducción estática,
que mantiene durante bastante tiempo, por lo que tras un periodo sufre fatiga, por lo que el periodo de permanencia en ésta postura es limitado. En el estudio definen una postura de conducción que corresponde a la posición normal de conducción con el pedal accionado a 1/3 de su recorrido, con el origen de su sistema de referencia localizado en el talón.
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En el estudio se define como postura de conducción como aquella que puede ser mantenida durante un largo periodo de tiempo y que es percibida como confortable. Los ángulos de confort suelen caer en la mitad del rango de movimiento posible de una articulación, de forma que se pueda atender movimientos no complicados, que serian derivados de la postura dinámica de conducción.
Como se puede comprobar en las figuras anteriores, las posturas de conducción son muy parecidas. Para este estudio se ha decidido considerar la segunda, puesto que no sólo tiene en cuenta los ángulos de las piernas con el tronco y los brazos, sino que además establece unos valores para el ángulo entre piernas, entre brazos y algún valor más, como consecuencia de tener una representación tridimensional. Mención aparte hay que hacer de los ángulos de confort establecidos para la columna. Con la postura de conducción actual, inclinada hacia delante y con la espalda arqueada, motivada en parte por el rango de ajuste del volante, se produce un reparto de la presión de modo desigual entre los diferentes discos vertebrales, lo que ocasiona daños en la espina dorsal y en el sistema locomotor.
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Después de un periodo de conducción de más de dos horas, se ha percibido que se producen variaciones prejudiciales en la postura de conducción, de forma que el torso tiende a hundirse combándose y retorciéndose. En una postura erguida, la posición de la columna vertebral está marcada por las vértebras lumbares, la curva de la espina dorsal y las vértebras cervicales. En esta posición se garantiza el mayor amortiguamiento y una correcta distribución de la presión en toda la vértebra. De aquí se deriva la necesidad de adoptar una postura de la espina lo más parecida a la posición erguida.
En la figura siguiente se muestra la posición erguida, la posición arqueadA que
se adquiere tras un periodo de tiempo sentado, y la figura de la derecha muestra la posición optima sentado que mantiene sujeta las vértebras dorsales por el respaldo y la apoyo de la pelvis.
En la siguiente figura se muestra la posición de las vértebras en la posición sentado que se ha adoptado en este trabajo, en la que todas las vértebras mantienen los ángulos propios de la postura erguida, exceptuando los que se muestran en la siguiente tabla:
Reparto de la presión enlos discos vertebrales
Erguido Arqueado
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SEGMENTO ÁNGULO
5º Vértebra lumbar -2º
4º Vértebra lumbar -3º
1º Vértebra lumbar -1º
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La posición de confort del conductor sentado es tal que la espalda debe apoyarse completamente sobre el respaldo, de esta manera, para evitar una posición curvada de la columna, el centro de gravedad del torso debe caer por detrás del isquion, por lo que la posición del respaldo debe ser inclinada.
El ángulo de inclinación del cuello y de la cabeza se ha determinado de manera
que el conductor sentado en su puesto sea capaz de ver las luces de freno de un coche situado a 40 metros de distancia, que corresponde a la distancia necesaria para reducir a la mitad la velocidad de 80 km/h.
En la postura de confort ha sido necesario definir además los ángulos de
pronación y supinación del antebrazo y los ángulos radial y ulnar de la muñeca necesarios para permitir asir correctamente el volante. En la siguiente figura se muestra un esquema de la posición de confort de los antebrazos y las muñecas empleadas en la modelización.
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Giro del antebrazo Flexión/Extensión de la
muñeca Desviación radial de la
muñeca
Se ha establecido el valor de los ángulos correspondientes al giro del antebrazo y a los movimientos de flexión/extensión y radial de la muñeca además de cómo es lógico la posición de los dedos, necesarios para poder agarrar de forma correcta el volante. Los valores de estos, han sido los mismos para los tres percentiles considerados y se muestran en la siguiente tabla:
GRADO DE LIBERTAD ÁNGULO
Giro del antebrazo 0º
Flexión/Extensión de la muñeca -4º
Desviación radial de la muñeca -30º
Por otra parte, en la industria de la automoción una medida común de la posición
del torso es el ángulo de éste en la posición de sentado. En este estudio se ha empleado
el modelo propuesto por SAE que representa las dimensiones antropométricas de
diferentes percentiles y que pare este estudio se ha definido con un valor de 15º. Este
ángulo permite una inclinación confortable del cuello.
La posición del confort sentado está influenciada por la altura del asiento del conductor con respecto al suelo y la inclinación de la línea de visión y no por el tipo de vehículo. Así, cuanto más alta sea la posición del conductor sobre la carretera, será necesario ajustar la profundidad del campo de visión y el ángulo de inclinación del
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cuello. Esto obliga, en este tipo de vehículos a una postura de conducción más erguida y un ángulo de cuello menor que el estrictamente necesario, normalmente alrededor de 12º.
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POSICIÓN DEL PUNTO H En este trabajo, se ha utilizado los percentiles del 5% femenino, el 50% masculino y el 95% masculino, como cada uno de ellos tiene unas dimensiones antropométricas , por lo que la posición del punto H, “Hip Join-Point”, el punto de intersección de la línea teórica de muslo y torso, será distinta para cada uno de ellos, como recoge la norma SAE J 826b. En este estudio se ha considerado que los diferentes percentiles compartíran los mismos pedales, ya que estos son inamovibles en el vehículo, por lo que se puede considerar que posicionarán el pie de forma que puedan accionar el pedal del acelerador. Fijando la posición del pie con respecto al pedal se ha referenciado la posición del punto H para cada uno de ellos. En la siguiente figura se ha representado las diferentes posiciones para cada uno de los percentiles considerados.
Percentil 95%Percentil 50%
Percentil 5%
Percentil 95%Percentil 50%
Percentil 5%
Percentil 95%Percentil 50%
Percentil 5%
Percentil 95%Percentil 50%
Percentil 5%
V5
H5
H50
H95
V50 V95
PercentilHi
(mm) Vi
(mm) 5% 398 410
50% 512 546 95% 550 582
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Área alcanzable por las manos
Los diferentes mandos o controles serán más rápida, segura y confortablemente alcanzados, si se requieren los menores desplazamientos o cambios en la postura del cuerpo. Es por esto, por lo que frecuentemente los mandos de uso más frecuente se encuentran en las inmediaciones del volante. Existen datos para evaluar el área máxima alcanzable por una persona sentada en un asiento de automóvil con una inclinación del torso de 25º, pero no existen datos en la posición más erguida del conductor de autobuses. Para evaluar el área alcanzable se ha divido en tres partes, diferenciadas en función de la prioridad, definidas como:
- Prioridad I. Área alcanzable con un confort optimo para la posición sentado. Corresponde a la envolvente definida por el área alcanzable por el brazo, empleando para ello los grados de libertad de la articulación del hombro, pero sin movimiento del torso.
- Prioridad II. Máxima área alcanzable desde la posición sentado. Envolvente alcanzable por el brazo con movimientos confortables de la parte superior del tronco.
- Prioridad III. Área alcanzable desde la posición sentado, con cambios en la postura.
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FASE 1.4. SIMULACIÓN DE UN PUESTO DE CONDUCTOR TIPO. Con los datos obtenidos en las etapas anteriores y haciendo uso del siguiente software comercial, CATIA para simular la geometría de los distintos elementos del puesto del conductor y SAFEWORK para analizar la ergonomía y el campo de visión del conductor, se ha generado un modelo del puesto del conductor, que representa la configuración típica de este tipo de vehículos.
El modelo permite variar cada una de las variables de diseño consideradas de forma que permita adaptar el mismo a los múltiples diseños de puesto de conductor existentes, puesto que dentro de cada marca de bastidores hay algunas variaciones de un modelo a otro. En el mismo, se han incluido todos aquellos elementos que pueden ser accionados por el conductor como palanca de cambios o botoneras de mando.
Las siguientes figuras representan el modelo del puesto de conducción de
autocares generado.
PUESTO DE CONDUCTORPUESTO DE CONDUCTOR
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Modelización del puesto de conductor mediante CATIA y SafeWork.
El modelo permite posicionar de una forma rápida, el maniquí correspondiente a cualquier percentil, desde el 5% femenino hasta el 95% masculino. Además el modelo de maniquí, permite adaptar las variables antropométricas a cualquier valor, como por ejemplo, el perímetro del abdomen, para representar a conductores con sobrepeso. De esta forma, se puede ver la facilidad o dificultad para acceder a los distintos mandos, pedales y cuantos dispositivos tengan que accionar los conductores en función de su talla. Se permite además analizar la ergonomía de un determinado puesto y para un conductor de una talla determinada, para lo que se determinan los ángulos que forman las entre sí las distintas articulaciones comparándolos con la postura de conducción optima considerada.
En la siguiente figura se representan los percentiles utilizados en el estudio:
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95% masculino 50% masculino 5% femenino
Modelización de conductores correspondientes a distintos percentiles
Con el modelo realizado se permite además analizar el campo de visión del conductor en cada momento, por lo que se puede evaluar la distribución de elementos y testigos con objeto de optimizar su posición, de forma que los más importantes sean visibles de forma rápida y precisa sin que el conductor tenga que apartar la atención de una forma apreciable de la carretera. Además permite posicionar los retrovisores o pantallas para mejorar el campo de visión indirecta.
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FASE 2. CONDICIONES DE SEGURIDAD DEL CONDUCTOR DE AUTOBUSES Y AUTOCARES
FASE 2.1. RECOPILACIÓN DE DATOS EN RELACIÓN CON LA ESTRUCTURA FRONTAL DE LOS VEHÍCULOS. Como se desprende del estudio realizado por el INSIA-UPM en abril de 2001 titulado “Definición de criterios de diseño del puesto de conductor de los autocares desde el punto de vista de la seguridad” el tipo de accidente más severo en relación con los daños sufridos por el conductor, son los frontales y los fronto-laterales. Por tanto, es la parte frontal de la estructura de los autocares, la que va a determinar en mayor medida la seguridad del conductor, junto a los sistemas de retención y las características de acondicionamiento interior del puesto de conductor.
Para caracterizar las estructuras frontales de los vehículos se hizo uso del archivo del INSIA que contiene información sobre autobuses y autocares homologados según los reglamentos ECE R36, sobre Características Generales de Construcción y ECE R66 sobre Condiciones de Protección frente al vuelco. Se contó con una muestra que incluye aproximadamente 1300 tipos en la primera base de datos y de unos 600 tipos distintos en la segunda, que incluía vehículos de doce de los principales carroceros. De entre los distintos tipos, se eligió al menos un modelo de cada uno de los distintos fabricantes, de manera que se abarcó una parte importante de la producción actual.
Los vehículos se clasificaron inicialmente, atendiendo a la división que establece
el Reglamente 36, en autobuses urbanos (Clase I) y autocares interurbanos (Clases II y III). Posteriormente se clasificaron en función de la altura del puesto de conductor, al considerarse ésta la característica geométrica más influyente en la compatibilidad geométrica de cara a un impacto frontal.
Según lo anterior, se pueden distinguir los siguientes grupos o clase de
vehículos:
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Los resultados obtenidos en relación con la altura de puesto de conductor de cada uno de los tipos así definidos, se muestran en la siguiente tabla:
Valor máximo 566 mm Valor mínimo 532 mm Autobús urbano de piso bajo Valor medio 545 mm
Valor máximo 809 mm Valor mínimo 802 mm
Autobús urbano de piso normal
Valor medio 805 mm
Autocar interurbano con piso de conductor rebajado
Valor medio 805 mm
Valor máximo 978 mm Valor mínimo 960 mm
Autocar interurbano de piso normal
Valor medio 973 mm
Valor máximo 1150 mm Valor mínimo 994 mm
Autocar interurbano de piso de conductor elevado
Valor medio 1062 mm
Autobús urbano - Piso normal - Piso bajo
Autocar interurbano - Piso conductor rebajado - Piso normal - Piso elevado
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En cuanto a las características constructivas de los distintos vehículos, del estudio efectuado puede destacarse lo siguiente. En todos los casos, la estructura delantera está compuesta de los siguientes elementos o partes básicas.
- Parabrisas de una o varias piezas de vidrio. - Una puerta delantera para la entrada de los pasajeros o puerta de servicio,
colocada en la parte derecha del vehículo. - Según los casos, una puerta para la entrada del conductor colocada en la
parte izquierda del vehículo. - Una estructura frontal compuesta de una o varias barras cuya misión es
dar soporte al para-brisas y servir de apoyo al recubrimiento estético de la estructura frontal.
- Unos travesaños superiores, que ariostran transversalmente los laterales
del vehículo y sirven de apoyo al para-brisas. - Perfiles inferiores colocados a la altura del piso, unido al bastidor del
vehículo cuya misión principal es ariostrar transversalmente los laterales del vehículo, servir de apoyo para la estructura del piso. Además sobre estos perfiles se sitúan los puntos de apoyo de la estructura frontal sobre el extremo delantero del bastidor y el paragolpes delantero
- Largueros del bastidor. Normalmente corresponden a dos perfiles
metálicos abiertos o cerrados, colocados longitudinalmente en el vehículo. Pueden llegar hasta la parte delantera o estar cortados justo por delante del eje delantero, en cuyo caso se coloca una estructura en forma de celosia que conecta el bastidor con la estructura frontal
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- Estructura reticular correspondiente al piso en la parte delantera derecha, que está compuesta de la estructura que da soporte a la escalera de acceso al vehículo desde la puerta de servicio, normalmente son unos perfiles tubulares metálicos colocados verticalmente y transversalmente uniendo los laterales con el bastidor del vehículo.
- Estructura plana del piso en el lado izquierdo del vehículo
correspondiente al conductor. Normalmente se disponen perfiles tubulares colocados transversalmente al vehículo uniendo el bastidor con los laterales. Según la altura de piso del conductor y la del bastidor se pueden disponer de una serie perfiles verticales para elevar la misma hasta la altura deseada.
- Laterales izquierdo y derecho, que incluyen los pilares o montantes
delanteros, los pilares situados detrás de las puertas y las posibles barras de arriostramiento entre ellos. Los pilares situados detrás de la puerta se unen al resto de la estructura lateral del vehículo, donde la celosía situada entre el piso y por debajo de las ventanas aporta una mayor rigidez al conjunto.
En las siguientes figuras se muestra un esquema de los elementos indicados, en una configuración típica de un autobús interurbano de piso normal.
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Configuración típica de la estructura frontal de un autocar interurbano
PILARES
ESTRUCTURA FRONTAL
TRAVESAÑO INFERIOR
BASTIDOR
BASTIDOR
TRAVESAÑOS SUPERIORES
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Ensamblaje entre estructura frontal, laterales y techo
- Materiales: El material empleado es en todos los casos acero, si bien el tipo de acero si puede varia de unos tipos a otros, los valores más frecuentes, así como sus características se muestran en la siguiente tabla.
Denominación Límite elástico
(Mpa) Límite de rotura
(Mpa) Límite de fatiga
(Mpa) ST37 240 370 150 ST42 260 420 165 ST52 280 500 195
- Dimensiones: Las dimensiones del vehículo están limitadas, como es lógico por el actual código de la circulación, siendo su anchura de 2.55m y su altura dependiendo del tipo de autobús de 3.2 para un piso bajo hasta los 3.7 para un piso elevado.
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- Los perfiles metálicos empleados en cada una de las distintas partes son los siguiente:
o Bastidor: Normalmente perfiles metálicos de alto límite elástico,
abiertos UPN de 100 a 150mm de canto y entre 4 a 9 mm de espesor, o perfiles tubulares rectangulares con el mismo canto y los espesores comprendidos entre 3 y 6 mm.
o Pilares laterales. Corresponden a perfiles tubulares rectangulares o
cuadrados con unas dimensiones en milímetros comprendidas entre uno cuadrado de 50*50*3 hasta un rectangular de dimensiones 100*40*4.
o Travesaños superiores. Corresponden a perfiles tubulares
rectangulares o cuadrados con unas dimensiones en milímetros comprendidas entre uno cuadrado de 40*40*2 hasta un rectangular de dimensiones 100*40*4
o Travesaños inferiores. Corresponden a perfiles abiertos UPN, o
tubulares rectangulares o cuadrados con canto comprendido entre 80 mm hasta los 120mm, y espesores comprendidos entre 3 y los 9 mm.
o Estructura frontal. Constituida normalmente de perfiles tubulares
cuadrados o rectangulares en diferentes combinaciones siendo las secciones más comúnmente utilizadas de 40*40*2 hasta 60*40*3 expresadas en milímetros.
o Estructura del piso en lado derecho. Corresponde a perfiles
normalmente tubulares con unas dimensiones comprendidas entre los 30*30*2 hasta los 40*40*3.
o Estructura de soporte del piso del conductor. Corresponde también a
una estructura realizada con perfiles de sección cerrada dispuestos transversal y longitudinalmente siendo las secciones más comunes las comprendidas entre el 30*30*2 hasta el 60*40*3.
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En cuanto a los elementos accesorios que pueden incluirse en la parte frontal del autobús son muy variados, pero los más frecuentes son los siguientes:
Mecanismos de dirección, compuesto de caña y cubo de la dirección de acero normalmente macizo colocados justo debajo del volante a una distancia del frontal de aproximadamente 350 mm. En algunas casos puede encontrarse la rueda de repuesto, colada en la
parte inferior, en los bajos del vehículo, sujetada mediante cables al piso, o mediante una pequeña estructura formada por perfiles tubulares de pequeña sección 30*30*2 formando un enrejillado.
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FASE 2.2. MODELIZACIÓN DEL FRONTAL DE VARIOS VEHÍCULOS. SIMULACIÓN DE LOS DISTINTOS ENSAYOS TIPO.
Se ha acometido la modelización por elementos finitos de los distintos tipos de vehículos considerados, es decir, autocares interurbanos de piso normal, de piso rebajado y de piso elevado.
Una primera opción consiste en modelizar tres vehículos distintos que pudiesen
considerarse representativos de cada uno de estos tipos. No obstante, debido a las diferencias constructivas entre los modelos, sería difícil comparar los resultados y discernir qué diferencias de comportamiento son debidas a las distintas alturas y de piso configuraciones generales del puesto de conductor, y cuales vienen provocadas por diferentes soluciones de diseño utilizadas localmente.
Por estas razones se optó por modelizar un solo modelo de autocar de piso
normal, representativo de los vehículos de última generación que se están fabricando en la actualidad, y elaborar el modelo de forma paramétrica. De esta forma, se podrá variar la configuración del modelo original para representar un vehículo de piso elevado o de piso rebajado, manteniendo las características de construcción, los tipos de perfiles empleados y los tipos de uniones.
Se ha elegido como vehículo tipo para ser modelizado, el modelo DIVO
fabricado por HISPANO CARROCERA, S.A. Dicho vehículo se corresponde con la configuración de estructura frontal más habitual, en la que los largueros de bastidor llegan hasta el extremo delantero de la estructura, donde se unen y sustentan a la estructura frontal. Sobre el larguero izquierdo y sobre la parte inferior del lateral se apoya el piso del conductor, que se sitúa a una altura de un metro sobre el suelo. No obstante, según se ha comentado, el objetivo marcado es que el modelo permita variar la altura del piso entre 750 mm y 1250 mm.
El modelo se ha elaborado haciendo uso del módulo de preproceso del programa
ANSYS, y como se ha comentado, se ha realizado de forma paramétrica, de forma que el modelo se genera mediante un fichero de órdenes, en el que las principales dimensiones son parámetros, que pueden tomar distintos valores según el tipo de autocar que quiera obtenerse.
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En la siguiente figura se muestran diversas vistas de dos de los modelos geométricos obtenidos para la carrocería de dos de los vehículos tipo considerados, con piso normal y piso rebajado respectivamente.
Modelización la estructura frontal de los autocares tipo de piso normal y piso rebajado.
Una vez obtenida la geometría, cada modelo se malla mediante elementos placa
elasto-plásticos. En la figura se muestra el mallado efectuado sobre los modelos anteriores.
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Mallado de los modelos de la estructura frontal de los autocares de piso normal y piso rebajado.
A continuación se muestran diferentes vistas de los modelos de elementos finitos
realizados en los que se han dado los espesores de las distintas barras atendiendo al códico de colores siguiente.
Color Espesor en mmTurquesa 1.5 Morado 2 Rojo 3 Violeta claro 3.5 Azul 4 Burdeos 5 Verde manzana 6 Ocre 6.5 Naranja 7 Violeta 8
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Azul oscuro 10 Verde oscuro 11 Violeta oscuro 13 Rosa 16
MODELO DE PISO NORMAL
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MODELO DE PISO REBAJADO
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MODELO DE PISO ELEVADO
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Una vez elaborados los modelos, el cálculo y obtención de resultados se realiza mediante el código de elementos finitos explicito PAM-CRASH. Este programa permite la simulación de impactos y grandes deformaciones, y será adecuado para simular los ensayos de colisión tipo que se definieron en el anteriormente citado estudio “Definición de criterios de diseño del puesto de conductor de los autocares desde el punto de vista de la seguridad”.
Como resultados del cálculo, pueden obtenerse en primer lugar las
deformaciones, de la estructura, y a partir de ellas, las intrusiones en el espacio de supervivencia del conductor. En la secuencia de imágenes de las siguientes figuras, se muestra la progresión de la deformación de la estructura de la carrocería obtenida en la simulación de un ensayo de choque contra barrera rígida con solapamiento parcial.
Por otra parte, de los modelos pueden obtenerse las deceleraciones sufridas por
el vehículo en los distintos choques considerados, y a partir de ellas valorar el nivel de exigencia a que estarán sometidos los sistemas de retención del conductor, y estimar los daños que podrá sufrir éste debido a las deceleraciones.
Pueden obtenerse las tensiones y la energía absorbida en cada elemento de la
estructura, lo que permitirá detectar posibles puntos débiles, o zonas que no están trabajando correctamente y no están aprovechando su capacidad de absorción de energía.
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Definición de características exigibles a la estructura de los autocares.
a) Colisión frontal con bajo solapamiento con un vehículo industrial
Se representa mediante un choque a 30 km/h contra una barrera rígida, con un
solapamiento transversal del 30% del ancho del autobús. La barrera tiene una sección como la representada en la figura, para simular la del vehículo industrial más desfavorable (camión de obra). Se considera una cabina situada entre los 700 y los 2900 mm de altura respecto al suelo, y bajo ella un dispositivo antiempotramiento delantero como el definido en la Directiva 2000/40, a la altura máxima permitida sobre el suelo (400 mm) y a la máxima distancia respecto al borde delantero de la cabina (400 mm)
La velocidad se ha elegido por coherencia con la marcada por la Directiva 96/37. sobre Asientos y sus Anclajes para el ensayo dinámico de asientos, destinado a verificar su resistencia en caso de colisión frontal, mientras que el solapamiento se basa en las conclusiones obtenidas del estudio accidentológico y la revisión bibliográfica efectuados.
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b) Alcance a la parte trasera de un vehículo industrial con alto solapamiento
Se representa mediante un choque a 30 km/h contra una barrera rígida con un
solapamiento transversal del 70% del ancho del autobús o autocar. La barrera tiene una sección como la representada en la figura, para simular la de la parte trasera del camión en el caso más desfavorable, considerando la altura de la caja de un camión de obra (entre 1 y 1,8 m respecto al suelo), con el dispositivo antiempotramiento trasero a la máxima distancia permitida desde el borde trasero (400 mm) y la máxima altura respecto al suelo (550 mm)
Al igual que en el caso anterior, la velocidad se ha elegido por coherencia con la
marcada por la Directiva 96/37 sobre Asientos y sus Anclajes, y el solapamiento se basa en las conclusiones obtenidas del estudio accidentológico y la revisión bibliográfica efectuados en el estudio “Definición de criterios de diseño del puesto de conductor de los autocares desde el punto de vista de la seguridad”.
A continuación se muestran las diferentes configuraciones de ensayo efectuadas
sobre cada vehículo, en los que se ha variado la barrera contra la que se impacta, el grado de solapamiento y la altura del piso del conductor.
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COLISIÓN CONTRA BARRERA RÍGIDA CON 30% DE SOLAPAMIENTO DEL FRONTAL DEL AUTOBÚS
Modelo de piso elevado
U.P.M. INSIA
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Evolución de la deformada
U.P.M. INSIA
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U.P.M. INSIA
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Gráficas de resultados
alto 30
0.00E+005.00E+041.00E+051.50E+052.00E+052.50E+053.00E+053.50E+054.00E+054.50E+055.00E+05
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
E. Cinética (J) E. Interna (J) E. Total (J)
alto 30
00.20.40.60.8
11.21.4
0
0.025
9
0.051
8
0.077
7
0.103
6
0.129
5
0.155
4
0.181
3
0.207
2
0.233
1
Desplazamiento hacia el conductor en X (m)
U.P.M. INSIA
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COLISIÓN CONTRA BARRERA RÍGIDA CON 30% DE SOLAPAMIENTO DEL FRONTAL DEL AUTOBÚS
Modelo de piso elevado
U.P.M. INSIA
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Evolución de la deformada
U.P.M. INSIA
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U.P.M. INSIA
91 de 146
Gráficas de resultados
normal 30
0.00E+005.00E+041.00E+051.50E+052.00E+052.50E+053.00E+053.50E+054.00E+054.50E+055.00E+05
0.00E
+00
1.00E
-02
2.00E
-02
3.00E
-02
4.00E
-02
5.00E
-02
6.00E
-02
7.00E
-02
8.00E
-02
E. Cinética (J) E. Interna (J) E. Total (J)
normal 30
0.00E+001.00E-012.00E-013.00E-014.00E-015.00E-016.00E-017.00E-018.00E-01
0 0.0259 0.05180001 0.07770001
Desplazamiento hacia el conductor en X (m)
U.P.M. INSIA
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COLISIÓN CONTRA BARRERA RÍGIDA CON 70% DE SOLAPAMIENTO DEL FRONTAL DEL AUTOBÚS
Modelo de piso elevado
U.P.M. INSIA
93 de 146
Evolución de la deformada
U.P.M. INSIA
94 de 146
U.P.M. INSIA
95 de 146
U.P.M. INSIA
96 de 146
U.P.M. INSIA
97 de 146
U.P.M. INSIA
98 de 146
Gráficas de resultados
alto 70
0.00E+005.00E+041.00E+051.50E+052.00E+052.50E+053.00E+053.50E+054.00E+054.50E+055.00E+05
0
0.020
0003 0.0
40.0
60.0
8
0.100
0001
0.120
0001 0.1
40.1
60.1
8
0.200
0002
0.220
0001
0.240
0001
E. Cinética (J) E. Interna (J) E. Total (J)
alto 70
0.00E+002.00E-014.00E-016.00E-018.00E-011.00E+001.20E+001.40E+00
0
0.025
9
0.051
8
0.077
7
0.103
6
0.129
5
0.155
4
0.181
3
0.207
2
0.233
1
Desplazamiento hacia el conductor en X (m)
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COLISIÓN CONTRA BARRERA RÍGIDA CON 70% DE SOLAPAMIENTO DEL FRONTAL DEL AUTOBÚS
Modelo de piso normal
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Evolución de la deformada
U.P.M. INSIA
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U.P.M. INSIA
102 de 146
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Gráficas de resultados
normal 70
0.00E+005.00E+041.00E+051.50E+052.00E+052.50E+053.00E+053.50E+054.00E+054.50E+055.00E+05
0
0.020
0001
0.040
0001
0.060
0001
0.080
0001 0.1
0.120
0001 0.1
40.1
6
0.180
0001
0.200
0001 0.2
2
E. Cinética (J) E. Interna (J) E. Total (J)
normal 70
0.00E+00
2.00E-01
4.00E-01
6.00E-01
8.00E-01
1.00E+00
1.20E+00
1.40E+00
0 0.026 0.052 0.078 0.104 0.13 0.155 0.181 0.207
Desplazamiento hacia el conductor en X (m)
U.P.M. INSIA
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ANÁLISIS DE RESULTADOS
Energía cinética (J)
0.00E+005.00E+041.00E+051.50E+052.00E+052.50E+053.00E+053.50E+054.00E+054.50E+055.00E+05
0.00E
+00
3.00E
-02
6.00E
-02
9.00E
-02
1.20E
-01
1.50E
-01
1.80E
-01
2.10E
-01
2.40E
-01 segundos
alto 30alto 70normal 30normal 70
Energía interna (J)
0.00E+005.00E+041.00E+051.50E+052.00E+052.50E+053.00E+053.50E+054.00E+054.50E+055.00E+05
0.00E
+00
3.00E
-02
6.00E
-02
9.00E
-02
1.20E
-01
1.50E
-01
1.80E
-01
2.10E
-01
2.40E
-01
alto 30 alto 70 normal 30 normal 70
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Desplazamiento hacia el conductor en X (m)
0.00E+002.00E-014.00E-016.00E-018.00E-011.00E+001.20E+001.40E+00
0
0.025
9
0.051
8
0.077
7
0.103
6
0.129
5
0.155
4
0.181
3
0.207
2
0.233
1
alto 30 alto 70 normal 30 normal 70
Desplazamiento hacia el conductor en X (m)
0.00E+002.00E-014.00E-016.00E-018.00E-011.00E+001.20E+001.40E+00
0.00E
+00
2.59E
-02
5.18E
-02
7.77E
-02
1.04E
-01
1.30E
-01
1.55E
-01
1.81E
-01
2.07E
-01
2.33E
-01
alto 30 normal 30
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Desplazamiento hacia el conductor en X (m)
0.00E+002.00E-014.00E-016.00E-018.00E-011.00E+001.20E+001.40E+00
0.00E
+00
2.59E
-02
5.18E
-02
7.77E
-02
1.04E
-01
1.30E
-01
1.55E
-01
1.81E
-01
2.07E
-01
2.33E
-01
alto 70 normal 70
En la barrera de 30% de solapamiento, el dispositivo antiempotramiento se
encontraba a una altura de 700 mm. sobre el suelo, con lo que los modelos, con alturas de piso de 960 mm y 1080 mm. colisionaban con elementos rígidos iguales. Al estar constituidas las delanteras por los mismos elementos constructivos y ser igual la energía puesta en juego es lógico entonces que se produzcan los mismos desplazamientos y las curvas de absorción de energía sean iguales.
Para la barrera rígida con un 70 % de solapamiento, la altura del dispositivo era de 1000 mm sobre el suelo. El modelo de piso alto, que se encuentre a 80 mm. por encima de él, y el piso normal se encuentra 40 mm. por debajo. En él, los resultados son diferentes, sin embargo esta variación es muy escasa para permitir que ciertos elementos constructivos no entren en contacto con la misma, por lo que los resultados tampoco difieren mucho.
Comparando por un lado las curvas obtenidas con la barrera y un solapamiento del 70% se observa como, aunque finalmente se obtienen el mismo nivel de intrusión en el habitáculo, la velocidad de progresión de la deformación el menor, motivada por el mayor porcentaje de solapamiento que en el caso del 30%.
Sin embargo, sí que es apreciable, en cuanto a energía la diferencia entre los
resultados obtenidos contra la barrera de 30 y la de 70 %. Se observa como con la
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barrera del 30% la energía cinética disminuye más, con una pendiente similar, pero adelantada en el tiempo con respecto a las curvas del 70% en 30 ms, esto es debido a que al sufrir la deformación en una parte de la estructura menor, se produce mayor intrusión inicial, que motiva que aumente la energía absorbida por deformación plástica de la estructura.
En ambos casos, los valores de deceleración alcanzados son similares, pero no
así su distribución en el tiempo. Con un solapamiento del 30% se obtienen mayor valor de deceleración en los instantes iniciales, mientras que en el caso de solapamiento del 70% el pico de deceleración está desplazado en el tiempo aproximadamente 30 ms.
El motivo de esto, es que como la parte de mayor resistencia es el bastidor, en
el caso del 30% de solapamiento, la barrera impacta antes con el, al deformarse más rápidamente, antes. En el caso de un solapamiento del 70%, al haber más perfiles sujetos a deformación plástica, la velocidad de deformación es algo menor, adsorbiendo más energía, lo que redunda en unos picos de deceleración menores. Por otras parte, si se atiende al volumen de deformación definido en anteriores trabajos, y a la colocación de éste a 350 mm de la parte frontal del vehículo, que corresponde con la distancia norma del frontal a los pedales, el “volumen mínimo de deformación” es invadido completamente, con los niveles de seguridad que se instalan en los diseños de los frontales de autobuses en la actualidad.
Separación 350 mmSeparación 350 mm
Colocación de los pedales con respecto a la estructura frontal
U.P.M. INSIA
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Volumen límite de deformación. “Definición de criterios de diseño del puesto de
conductor de los autocares desde el punto de vista de la seguridad”.
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En cuanto a las posibles lesiones ocasionadas en el conductor, en función de la intrusión, se pueden deducir cuales serian las lesiones, suponiendo que el conductor es retenido por el cinturón.
En la siguiente gráfica, obtenida en el trabajo realizado por INSIA “Definición
de criterios de diseño del puesto de conductor de los autocares desde el punto de vista de la seguridad” se manifiesta como con el valor de intrusión obtenido, aun en el caso de que el conductor fuera retenido por los cinturones, se seguirían produciendo lesiones gravísimas en el conductor, al resultar totalmente invadido su espacio de supervivencia.
INTRUSIÓN DENTRO DEL VOLUMEN DE DEFORMACIÓN MÁXIMO DEL CONDUCTOR
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 200 400 600 800 1000 1200
Intrusión entre vehículos
TURISMO
V.I. LIGERO
SEMIREMOLQUECON CAJACAMIÓN 1 SC
CAMIÓN 1 CC
CAMIÓN 2 SC
CAMIÓN 2 CC
CAMIÓN 3 SC
CAMIÓN 3 CC
SEMIREMOLQUE SC
SEMIREMOLQUE CC
Dañado del tronco y cabeza
Dañado de tobillos, tibia y
peroné
Dañado de rodilla y fémur
Aplastamiento de cabeza
Posibles daños del conductor en función de la intrusión
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FASE 3. OPTIMIZACIÓN DE LA ERGONOMÍA DEL PUESTO DE CONDUCTOR.
En esta fase del estudio, con los datos obtenidos en las fases anteriores y haciendo uso del modelo realizado, se han establecido los parámetros necesarios para la obtención de los criterios de diseño del puesto de conducción de autocares. Para la definición de los criterios de diseño, se han utilizado distintos percentiles, el representativo del 5% de la población femenina, y el representativo del 95% de la población masculina, por considerar que son los límites para establecer unas dimensiones mínimas y máximas del puesto de conducción, también se ha utilizado el percentil representativo del 50% de la población masculina por considerarlo una media entre los percentiles extremos. Dichos percentiles han sido simulados utilizando el software comercial SAFEWORK. El proceso ha seguir para conseguir el diseño ergonómico del puesto del conductor es el siguiente:
A. Colocación del maniquí en la posición de confort en el autobús.
Haciendo uso del modelo realizado y considerando como fija la posición de los pedales, se han colocado los distintos percentiles sobre el mismo modelo de autobús, colocándolo en la posición de confort, definida con anterioridad, tratando de adaptar para cada percentil los distintos elementos del puesto de conducción de autocares, de forma que, independientemente del percentil, el conductor siempre mantenga la posición de confort en circulación.
B. Se adapta las variables de diseño del puesto del conductor a cada percentíl en
la posición de confort, de forma que variando los diferentes percentiles se tiene el rango de ajuste mínimo, de cada variable, de forma que cualquier sujeto con unas características antropométricas comprendidas entre los percentiles considerados podrá colocarse en el puesto de conductor con una posición de confort optima.
A continuación se muestran los resultados obtenidos para las variables analizadas.
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Espacio destinado al conductor en general.
Para su determinación se ha usado las dimensiones de un maniquí del percentil 95/TNO con una estatura de 2 m y con el respaldo inclinado 15º. Las dimensiones del espacio deben ser tales que permitan acomodar el maniquí considerado, junto con el asiento y el reposacabezas. Además es necesario que disponga de suficiciente distancia que permita operar con seguridad las diferentes parte móviles.
Altura del puesto de conductor
Viene definida por los siguientes parámetros.
- Altura de la cabeza del percentil que se considere, más una oscilación en el rango de ajuste de la altura del asiento de 50 mm, más una altura de 30 mm correspondientes a posibles adornos o tocados en la cabeza, más un espacio mínimo para movimiento de la misma.
- En función de la altura del punto H, con una altura mínimo de 850 mm siendo recomendable un valor de 1000 mm.
- Según las especificaciones para los autobuses de servicio público en Alemania, la altura mínima debe de ser de 1600 mm desde el suelo.
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50 mm
30 mm
>850 mm
~1000 mm>1600 mm
50 mm
30 mm
>850 mm
~1000 mm>1600 mm
Ancho del espacio destinado al conductor
El ancho mínimo necesario para el conductor viene determinado por:
- El espacio mínimo necesario para permitir el movimiento de los codos más el ancho de estos.
- El espacio libre alrededor de los pies que corresponde al valor antropométrico del maniquí en la posición de confort más 300 mm
- Se debe prever un espacio mínimo suficiente para el descanso del pie izquierdo.
El ancho mínimo debe de ser de 730 m en la zona de los pies y a 300 mm sobre el suelo y de 800 mm en la zona de movimiento de los codos sobre el asiento y hasta la cabeza.
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Acceso al puesto del conductor
El espacio mínimo necesario para acceder al puesto del conductor viene
determinado por las características antropométricas, con especial atención de los percentiles elevados y en los corpulentos o con elevado perímetro abdominal. El valor mínimo del perfil de acceso al puesto de conductor se muestra en la siguiente figura.
El asiento del conductor debe ser accesible sin riesgo, especialmente los escalones deberán realizarse con un ancho y una profundidad de la huella suficiente, la superficie no deberá ser resbaladiza, debiendo contar con asideros. Los autobuses con transmisión mecánica restringen el acceso al puesto del conductor, por lo que es recomendable el uso de transmisiones electro-neumáticas, eléctricas o transmisiones automáticas que reducen el tamaño de la palanca de control. Esta recomendación de espacio para el movimiento del conductor es válida para el acceso completo del conductor desde la puerta hasta su plaza. Por razones de seguridad, una luz debe ser instalada, que iluminará los escalones y parte de la carretera situada en frente de la puerta de acceso del conductor, esta luz deberá ser independiente de que el vehículo esté arrancado y deberá iluminar el área hasta al menos 10 segundos después de cerrar la puerta desde fuera.
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Espacio de almacenamiento
Teniendo en cuenta las opiniones mostradas por los conductores, y aunque no hay restricciones en su localización si deben ser tenidas en cuenta las prioridades establecidas anteriormente, a la hora de su ubicación en el vehículo. Para ello es recomendable seguir el siguiente criterio en la distribución:
- En las inmediaciones del puesto de conductor se debe disponer un espacio destinado a albergar la bolsa de viaje del conductor y una linterna. Deberá estar colocada sin ninguna prioridad de alcance, puesto que únicamente será utilizada al inicio y el final del trayecto y ya con el vehículo parado.
- Para objetos que se usarán durante el viaje se deberá disponer de uno o más huecos de almacenamiento, para por ejemplo, mapas, libro de ruta, listas de pasajeros, etc.
Las dimensiones deberán permitir almacenar objetos de tamaño DIN A4. El nivel de prioridad en cuanto al alcance será de Prioridad III.
- Espacio de almacenamiento para pequeños objetos, como bolígrafos, cigarrillos, monedas, etc.
Deberá tener un nivel de Prioridad II en cuanto al alcance. - Se deberá disponer de al menos una percha dentro del habitáculo, sin ningún
nivel de prioridad. - Se deberá disponer de un superficie de apoyo que permita escribir pequeñas
listas, o sobre el libro de ruta, sin ningún nivel de prioridad. - También es necesario disponer de un hueco que permita alojar bebidas, dentro
del área de Prioridad II.
Dimensiones del asiento del conductor y rango de ajuste
Existe un gran número de estudios y literatura concerniente al diseño del asiento. Los diseños de los asientos actuales han alcanzado un elevado nivel de confort y calidad. Dentro del alcance de este proyecto, se muestran los principales requerimientos en cuanto a su diseño, para lo que se han tenido en cuenta los siguientes planteamientos.
• Factores de antropometría Debe permitir acomodar los percentiles comprendidos entre el 5% y el 95%, lo que determina las siguientes variables de diseño:
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- Profundidad del asiento. - Altura del respaldo - Diseño del respaldo incluido la zona de apoyo lumbar - Diseño de los cinturones - Rango de ajuste - Distribución de la presión sobre el asiento - Tejido de recubrimiento.
• Factores psicológicos. Dentro de los factores psicológicos, están, la posición adoptada en relacción con la tarea de conducir, aspectos térmicos y de distribución de la presión entre los discos vertebrales.
• Factores de la dinámica del vehículo Forma del asiento y tapizado para evitar desplazamientos laterales del cuerpo en las curvas.
• Confort térmico. Que tiene en cuenta la temperatura del entorno, así como lo tapicería del asiento, en especial, en lo concerniente a su transpirabilidad y ventilación.
• Seguridad Seguridad ante impactos.
Colocación de cinturones de seguridad y airbag. Rigidez del asiento.
• Sistema de ajuste del asiento
Sistema de ajuste eléctrico o mecánico. Memoria de posiciones Ubicación de los mandos de ajuste dentro de una zona alcanzable
teniendo en cuenta aspectos de confort.
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Dimensiones del asiento
Como el asiento debe acomodar a percentiles muy distinto, es necesario, por
tanto que sea ajustable, además en el caso de percentiles corpulentos con grandes perímetros abdominales requieren un mayor rango de ajuste en el ancho del asiento y del respaldo. En la siguiente figura se muestran las dimensiones y el rango de variación de las principales variables de diseño del asiento.
400
490
360
440
mín. 500 420-470
10º-25º
0º-10º
Rango de ajuste 100
475-589595-699
400
490
360
440
mín. 500 420-470
10º-25º
0º-10º
Rango de ajuste 100
475-589595-699
La altura del respaldo se ha fijado haciendo que las cotas necesarias para que el final del asiento tenga una altura ligeramente superior a la de los hombros de los diferentes percentiles. Es lógico que la altura del asiento una vez que sea fijada no podrá ser variada, sin embargo el fabricante deberá de adoptar un compromiso entre las medidas aquí mostradas de manera que se adapte lo mejor posible a los diversos tipos de conductor. En el caso del reposacabezas, las alturas indicadas se han tomado desde el punto medio de éste y con referencia al punto H, este elemento sí que puede ser ajustado, por
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tanto se deberá de ofrecer un rango de ajuste de manera que con una altura de respaldo fija, se consigan las alturas aquí mostradas. A continuación se muestra el proceso seguido para establecer los diferentes valores, posicionando cada uno de los diferentes percentiles y obteniendo las dimensiones optimas del asiento.
A
B
A
B
Los valores obtenidos para cada percentil se muestran en el siguiente cuadro:
PERCENTIL 5% PERCENTIL 50% PERCENTIL 95% Distancia A 120 119 110 Distancia B 595 689 699
Sistema de ajuste del asiento
Los mandos de ajuste del asiento deben de ser operados de una manera segura y sin que exista contacto visual. Para evitar posturas estáticas y disminuir el tiempo de adaptación del asiento a cada conductor es recomendable que los mismos dispongan de memoria, si es así, ésta debería ser capaz de almacenar los siguientes parámetros:
- Ajuste longitudinal - Elevación del asiento - Inclinación del respaldo - Profundidad del asiento - Inclinación del asiento
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Suspensión del asiento y amortiguamiento de vibraciones
Las consecuencias de una exposición elevada a vibraciones se centran
principalmente, en una perdida de eficiencia, elevada incidencia de las baja laborales. Los principales síntomas son, daños en la columna vertebral que produce dolores en la cadera, disminución de la sensibilidad, reducción de los reflejos y capacidades motoras, así como perdida de la coordinación. En comparación con otros gremios de trabajadores, los conductores de autobús están especialmente afectados por daños en la parte baja de la columna, causados principalmente por una elevada exposición a vibraciones. En la siguiente tabla se muestra los rangos de aceleraciones y la forma en la que el cuerpo humano las percibe.
aw < 0,315m/s2 Sin apenas efecto
0,135 < aw < 0,63m/s2 Un poco de disconformidad
0,5 < aw < 1,0m/s2 Ligeramente inconfortable
0,8 < aw < 1,6m/s2 inconfortable
1,25 < aw < 2,5m/s2 Muy inconfortable
aw > 2,5m/s2 Extremadamente inconfortable
Para prevenir las vibraciones se puede actuar de diferentes maneras:
- Eliminando la vibración, eliminación de la fuente de ruido. - Sustituyendo el elemento que produce la vibración - Aislando la vibración, de forma que se aísle la fuente del sujeto que la recibe. - Mediante control, minimizando el riesgo, para lo que se actúa de una manera ingenieril sobre la frecuencia, dirección y duración, así como también sobre la exposición. Se puede sub-dividir en, reducción de la vibración de la fuente y reducción de la vibración transmitida.
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- Minimizando el tiempo de exposición, limitando el tiempo de permanencia en la zona afectada, lo que obligara a una mayor rotación de los operadores.
En este estudio se ha actuando sobre el asiento y sus sistema de suspensión y amortiguamiento. Hoy en día, todos los asientos destinados a ser usados por el conductor disponen de sistema de suspensión y aunque la calidad de estos es elevada, hay un problema que sigue existiendo, y es que el conductor se ve obligado a realizar diferentes movimientos para contrarrestar los causados por la suspensión. Como ejemplo, sirva lo siguiente, mientras se usa el embrague, se está efectuando una fuerza en la dirección del eje “z”, que hace que se extienda la suspensión del asiento, lo que hace que este tienda a moverse hacia arriba, movimiento que resulta muy molesto, motivo por el cual muchos conductores prefieren desactivar el mecanismo de suspensión. Además, es necesario limitar el nivel de exposición del conductor a las vibraciones, para lo que es conveniente adoptar los prescripciones de la normativa ISO 2631-1 (Parte 1), que especifica la dirección y la localización de los puntos de medida, el equipo a usar, la duración de las lecturas y las frecuencias de medida, así como el método de evaluación de las aceleraciones medidas. La mencionada norma utiliza la aceleración como magnitud para evaluar la vibración, aunque en algunos casos, en los que la vibración es pequeña a muy bajo rango de frecuencia, se emplea la medida de velocidades que posteriormente son transformadas en aceleración. La frecuencia natural del asiento con o sin amortiguamiento no debe exceder de 1-1.3 Hz. La energía de la oscilación de acuerdo con la norma alemana BK 2110 no debe exceder de la magnitud de kr 16.2. Este valor corresponde con el valor de la frecuencia de la aceleración de 2.5 m/s2 de acuerdo con la ISO 2631. El valor de kr 16.2 o de aw de 2.5 m/s2 es válido para la exposición de todo el cuerpo, así como también de las oscilaciones sufridas por los brazos o las piernas. Cuando el sistema dispone de elementos elásticos y amortiguadores, la adaptación a los diferentes pesos del cuerpo debería ser automática, siendo el rango de pesos entre los que se debe realizar el ajuste, de 45 kg para los más livianos hasta 130 kg para los más pesados.
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En cualquier caso, configuraciones del asiento más similares a la de los coches, en las que no existe movimiento relativo entre el asiento y los demás elementos es considerada como de mayor confort. Por lo que sería conveniente dimensionar adecuadamente la suspensión del autobús, con lo que además se mejora el confort de marcha de los pasajeros.
Tapizado del asiento
El tapizado del asiento debe ser más blando en el centro que los prominencias laterales. La dureza en el centro debe de estar comprendida entre 300 y 350 N La dureza en las prominencias laterales deberá estar comprendida entre los 450 y 500N. En el diseño del contorno del asiento, se debe evitar que éste envuelva completamente al cuerpo, porque se pierde confort como consecuencia de dificultar la ventilación del mismo. El material con que esté realizada la tapicería del asiento debe ser transpirable, para permitir la evaporación del sudor.
VOLANTE
La localización del volante en los diseños de autobuses actuales suele estar muy baja y alejada de la asiento, lo que obliga a una postura de conducción desfavorable.
El volante debe ser posicionado teniendo en cuenta la postura de confort y el área alcanzable por cada uno de los distintos maniquís, y para cada uno de los diferentes percentiles.
Para la correcta ubicación del volante en cada uno de los percentiles
considerados en este estudio, se ha procedido a determinar el diámetro medio, la
inclinación respecto a la horizontal y las coordenadas del centro del volante tomando
como referencia el punto H de cada percentil correspondiente.
Para evaluar correctamente el diseño optimo de la posición del volante se deben
tener en cuenta los siguientes considerándoos:
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- Se debe de permitir el movimiento del muslo al accionar el embrague, para lo
que es necesario dejar un espacio libre entre el borde inferior del volante y el
muslo de al menos 50 mm. Igualmente el mínimo espacio entre el abdomen y el
volante debe de ser también de 50 mm. En ambos casos, esta separación se debe
respetar para los percentiles más grandes y para los más corpulentos.
- Se debe evitar que el volante impida la visión de los diferentes instrumentos.
- Es necesario que el conductor pueda alcanzar la parte más alejada del volante,
mientras se gira el vehículo.
Manteniendo la posición de confort para cada uno de los percentiles, se ha
considerado que el volante óptimo es aquel que consigue mantener esta posición para
una colocación de las manos correspondiente a las 3 y las 9 en un reloj, es decir, que se
considera que la posición de confort determina el diámetro del volante. Los resultados
obtenidos ofrecen unas dimensiones que pueden parecer algo reducidas, sin embargo
son posibles gracias a las ayudas tecnológicas presentes en la actualidad y que permiten
reducir los esfuerzos necesarios por el conductor en las maniobras.
Una vez que se tiene determinado el diámetro del volante se procede a la
colocación de éste de manera que se consiga la posición de manos anteriormente
mencionada, con esto queda determinada la posición del volante y podemos fijar las
coordenadas e inclinación para cada uno de los percentiles considerados.
Los resultados obtenidos se resumen en la siguiente tabla, las cotas se ofrecen en
milímetros mientras que el ángulo está dado en grados:
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PERCENTIL 5% PERCENTIL 50% PERCENTIL 95%
Distancia H 410 443 462
Distancia V 303 339 364
Inclinación A 17 17 18
En el siguiente gráfico se pueden observar las cotas determinadas, así como la
colocación, para un percentil determinado.
El siguiente paso es colocar las manos del conductor de manera que el agarre del
volante se produzca como en la realidad. Manteniendo la postura de confort
previamente establecida, el alcance del volante no se produce exactamente en las 3 y las
9 sino que se producirá en una zona más próxima al cuerpo del conductor. Esta
situación no difiere mucho de la realidad, como se ha podido comprobar en la práctica,
ya que únicamente cuando se requieran esfuerzos notables se procederá a la sujeción del
volante por su diámetro para así conseguir ejercer un mayor momento.
La manera final considerada en la que el conductor posiciona los brazos para maniobrar con el volante se puede observar con mayor claridad en el siguiente gráfico:
U.P.M. INSIA
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En la figura anterior se muestra la forma en la que el conductor posiciona los
brazos para maniobrar con el volante.
En cuanto a la inclinación del volante, a pesar de que algunos manuales de ergonomía y diversos estudios recomiendan una inclinación del volante más similar a la de los turismos con un ángulo de entre 30º-40º, con la posición aquí definida es posible disponer el volante con un ángulo de 17º-18º, que facilita la visión frontal así como la lectura de los instrumentos y además sigue manteniendo el confort del conductor. La localización del centro del volante debe estar alineado con la línea media del conductor, eje X, con un error máximo de ± 15 mm.
Diámetro del volante
El diámetro del volante se define en función de la máxima fuerza permitida de accionamiento de la dirección en caso de fallo de la dirección asistida. En el pasado esto determinó que el diámetro mínimo de los volantes fuera de 500-550 mm, aunque la tendencia actual es a disminuir este valor. Teniendo en cuenta requerimientos ergonómicos el diámetro optimo del volante variará entre los diferentes percentiles, siendo ésta variación la indicada en la siguiente tabla.
PERCENTIL 5% PERCENTIL 50% PERCENTIL 95%
Diámetro medio 298.5 338.5 358.5
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Diámetro del aro del volante
El diámetro del aro del volante, según muestran diferentes estudios ergonómicos debe estar comprendido entre 32 y 40 mm, el valor de 32 mm es un compromiso entre requisitos ergonómicos y leve perturbación en la visión de los instrumentos.
Disposición de mandos por debajo del volante
La disposición de los diferentes mandos a instalar por debajo del volante está determinada por las diferentes medidas antropométricas de los diferentes percentiles, desde el 5% femenino hasta el 95% masculino y por la norma ISO 4040. Se deben de seguir las siguientes recomendaciones en cuanto a su colocación:
- Los mandos no deben sobresalir del diámetro del volante, con una tolerancia de ±10 mm. - Para evitar operaciones involuntarias la distancia mínima entre estos y el volante debe de ser de al menos 35 mm. - En una vista superior, los mandos deben estar dispuestos en un área de 90º, según se dispone en la norma ISO 4040. - Únicamente se debe instalar un mando por lado del volante, por razones de uso y simplicidad de accionamiento, aunque en muchos casos se instalan dos en el lado derecho, estando el control de velocidad con frecuencia colocado por debajo de algún interruptor, lo que disminuye el área libre para el movimiento del muslo, en especial en el accionamiento de los pedales. - En los casos en los que existan más de dos mandos colados en un lado, la distancia vertical entre ellos debe de ser de al menos 10 mm para evitar operaciones involuntarias. - Los diferentes mandos no deben impedir o dificultar la visión del cuadro de instrumentos.
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A continuación se muestran una serie de recomendaciones a seguir en la distribución de los diferentes mandos a instalar por debajo del volante, en función a las disposiciones comúnmente utilizadas por los principales fabricantes.
- Lado izquierdo, luces e intermitentes - Lado derecho, Accionamiento del limpiaparabrisas y control de velocidad. - Elementos en la parte central del volante, control de la radio, teléfono. Los mandos de éstos deberán estar instalados dentro del alcance de los dedos, estando
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en contacto la mano con el volante, ésta recomendación no debe ser tenida en cuenta para el accionamiento de la bocina colocada en el centro del volante.
Pedales
En primer lugar se ha determinado el diseño del pedal de manera que se ajuste lo máximo posible a la posición óptima del pie, para ello se ha elegido un pedal cuyo eje de rotación esté lo más cercano posible al punto de apoyo del talón del conductor, con ello conseguiremos que el esfuerzo ejercido para las maniobras de aceleración, frenada o cambio de marchas sea el menor posible.
El siguiente paso, ha sido determinar el ángulo del pedal respecto al piso del autocar de manera que el pie quede apoyado conservando la postura de confort, es decir, que el pie mantenga 90º con la pierna, este ángulo de pedal será el mismo para todos los percentiles considerados y se ha fijado en 10º. Una vez determinadas las características del pedal, el siguiente paso es posicionarlo para cada percentil, para tomar las distancias únicamente se ha trabajado con un pedal ya que los resultados obtenidos son perfectamente aplicables para los otros pedales dispuestos en el autocar. Las cotas mostradas han sido tomadas con el punto de referencia H como se muestra en el siguiente gráfico:
V
H
V
HH
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Los valores de estas distancias en milímetros para cada uno de los casos considerados se muestran en el siguiente cuadro:
PERCENTIL 5% PERCENTIL 50% PERCENTIL 95% Distancia H 398 449 480 Distancia V 410 472 510
La determinación de estos valores tiene una gran importancia ya que darán el rango de ajuste del asiento del conductor en lo que se refiere a altura respecto del piso y al recorrido longitudinal, para que cualquier persona con unas determinadas dimensiones pueda tener un alcance óptimo a los pedales manteniendo la postura de confort.
Diseño de los pedales
Basándose en la posición de confort y en sus parámetros biomecánicos, en la que
como se ha indicado anteriormente, el ángulo entre la pierna y el pie es de 90º. Según esto en el diseño de los pedales se establecen las siguientes
recomendaciones.
- El punto de rotación ideal debe caer en el eje X de rotación del tobillo, lo que significa que el punto de rotación del talón y el del pedal es el mismo, por lo que no se requieren movimientos relativos entre el pie y el área de accionamiento del pedal. - El movimiento necesario para accionar el freno y el acelerador debe de ajustarse al menor ángulo de confort del tobillo. El valor optimo está comprendido entre 90º y 110º, debiendo ser el mínimo por encima de 80º
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- La posición de confort del conductor induce a que los pedales formen un ángulo de 12º con el eje longitudinal del vehículo. - Para evitar accionamiento involuntarios la separación entre pedales debe de ser de al menos 50 mm, con un óptimo de 100 mm. - Para evitar un movimiento fácil y rápido del pie desde el acelerador hasta el freno, es recomendable que no sea necesario elevar el pie, por lo que la altura del pedal del freno debe ser la correspondiente a la de operación normal del acelerador.
Fuerzas de accionamiento
Utilizando las recomendaciones realizadas dadas en [37] basadas en experimentación y los valores indicados en la norma VDV-234, los valores aceptables para las fuerzas de accionamiento en autobuses son las indicadas en las siguientes tablas.
En cuanto al acelerador y el freno se han distinguido varias fases o etapas en el accionamiento de los mismos, correspondientes a el accionamiento parcial del pedal, por el contrario el embrague únicamente es accionado de modo completo, realizándose este accionamiento con el movimiento de la pierna, mientras que el accionamiento parcial se debe realizar únicamente con el movimiento del tobillo.
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Pedal del acelerador
Fuerza de operación 35-40 N Fuerza de recuperación 20 N
Pedal del freno
Fuerza Ángulo de operación
Modo de operación
Primera activación 40±10 N 4º±1º Accionada con el pie
20% de activación 120±30 N 8º±2º Accionada con el pie
50% de activación 180±50 N 13º±3º Accionada con el pie
Activación completa ≤420 N ≤25º Accionada con la pierna
Pedal del embrague
Fuerza Ángulo de operación
Modo de operación
Activación completa ≤420 N ≤25º Accionada con la pierna
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Campo de visión
El campo de visión, tanto hacia el exterior como hacia el interior tiene una importancia importante, de tal forma que la posición del conductor se ajusta de forma que éste tenga una visión suficiente, tanto del exterior como del cuadro de instrumentos. Normalmente los conductores ajustan el asiento tan alto como pueden, de forma que tengan una visión adecuada del exterior.
Campo de visión directo.
En cuanto a la visión frontal, existen una serie de normas, directivas y recomendaciones que es necesario seguir en el diseño.
- Por un lado están las directivas CE 77/649 - 90/630 aplicables a vehículos de categoría M1.
- StVZO § 35b (German Strassen Verkehrs Zulassungsordnung): Semi circle view - Una recomendación alemana de ver un punto colocado en frente a 4 m de
distancia. - Visión de las luces de tráfico tales como semáforos, señales, etc. (RiLSA
„Richtlinien für Lichtsignalanlagen“ 292) - Catálogo de medidas para transporte de escolares en autobuses interurbanos y de
pequeña capacidad en Alemania. (Anforderungskatalog für Kraftomnibusse und Kleinbusse zur Schülerbeförderung) according to StVZO § 34a
Visión frontal
Una visión frontal adecuada, así como la frecuencia con la que es necesario
consultar los diferentes indicadores y elementos de control determina la prioridad del campo de visión.
Para determinar prioridades en el campo de visión se han distinguido tres áreas, conforme al tiempo necesario para tener una correcta visión. Basándose para la separación de cada área, en las tareas a realizar por el conductor. La visión del exterior tiene la máxima prioridad, de forma que se tiene que
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disminuir al máximo cualquier interferencia de ésta provocada por los instrumentos, volante, etc. En la siguiente tabla se muestran los diferentes campos de visión, el tiempo mínimo necesario y si existe o no movimiento de los ojos o del cuerpo. Los valores fueron determinados experimentalmente por Kart Baure [37]
Tiempo para percepción
Movimiento del cuerpo Desviación del eje normal de visión. vertical horizontal1. Campo de
visión óptimo aprox. 0,2sec
Ojos fijos y sin movimiento del cuerpo o de la cabeza ± 15º ± 15º
2. Máximo campo de visión
aprox. 0,5sec Movimiento de los ojos ± 22,5º ± 22,5º
3. Rango de vision sin movimiento de la cabeza.
Movimiento máx. de los ojos con la visión fija, hasta percepción de los colores. Visión borrosa con los ojos fijos
+25º -45º
+40º -45º
± 30º
± 45º
4. Rango de < 2sec Movimiento de la cabeza +35º ± 50º
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visión Movimientos reconocibles con los ojos fijos
-65º
+70º -65º
± 75º
5. Campo de visión
> 2sec Movimiento de los ojos y del cuerpo
La línea de visión normal debe estar inclinada un ángulo de 15º con respecto al el horizontal. Las prioridades en el campo de visión del conductor son las siguientes.
• Prioridad I. Contorno del campo de visión óptimo. Define el circulo de movimiento de los ojos optimo, que está formado por un movimiento de 12º-15º de variación con respecto a la línea de visión en horizontal y en vertical.
• Prioridad II.Corresponde al área máxima de visión central, está definida como
alquella que forma un ángulo de +40º y –20º con la vertical y de ±35 con la horizontal de visión.
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• Prioridad III. Está definida por el área máxima de visión sin que exista
movimiento de la cabeza. Corresponde a un ángulo de +70º y –45º en vertical y de ±90º en horizontal.
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Alcance y visión de los instrumentos
La visión de los instrumentos se debe realizar de una forma clara y de la manera más rápida posible. Para la localización óptima del tablero de instrumentos para cada percentil se han tenido que considerar varios factores como son el alcance correcto dentro de las diferentes prioridades a los instrumentos localizados en el tablero, la visión correcta así como las limitaciones geométricas por la disposición del volante y de la columna de la dirección. En primer lugar se ha considerado el campo de visión, para ello se han considerado dos situaciones, la correspondiente a la visión para la postura de confort del conductor, y la correspondiente a la visión para cuando el conductor fije su atención en el panel, para lo cual se considera que el conductor mantiene su postura de confort y únicamente varía la posición de los ojos. Se ha buscado un óptimo, de manera que cuando la visión esté fijada en la calzada, quede una gran parte de tablero que esté dentro del campo de visión central y que además no esté ocupando el volante gran parte de este campo de visión. En esta zona del tablero se deberán colocar aquellos instrumentos que aporten información necesaria para el conductor durante la marcha como puede ser el velocímetro. También es necesario considerar el campo de visión, para el caso en el que el
conductor fije su atención en el tablero, en este caso, habrá una parte del campo de
visión central que es cubierto por el volante. Por debajo de la zona tapada se deberán
colocar aquellos instrumentos que aporten información en funciones concretas y no tan
necesarias durante la marcha como puede ser el estado de la batería, el control de las
luces...
Los campos de visión para cada uno de los percentiles se muestra a
continuación, la zona circular corresponde al campo de visión central mientras que la
zona elíptica corresponde a la zona periférica. Se ofrecen los distintos casos
correspondientes a la visión fijada en la calzada, lo que equivale a un ángulo de –12º, y
a la visión fijada en el cuadro de instrumentos, correspondiente a un ángulo de –35º.
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Campos de visión para ángulo de –12º
Percentil 5%
Percentil 50%
Percentil 95%
Campos de visión para ángulo de –35º
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Percentil 5%
Percentil 50%
Percentil 95%
El siguiente aspecto a considerar en el alcance del conductor a los instrumentos del panel, para ello se ha representado el alcance con el extremo de la mano derecha
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manteniendo la postura de confort, esto de hace para determinar la zona en la cual se deberán de incluir todos aquellos instrumentos incluidos en la prioridad I, está zona de alcance está fijada considerando que el conductor no separa en ningún momento su espalda del respaldo del asiento.
Las zonas de alcance para cada percentil se representan en los siguientes
gráficos:
Percentil 5%
Percentil 50%
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Percentil 95% Una vez que se han establecido estos criterios sólo falta colocar el tablero de instrumentos de manera que no interfiera con la columna de la dirección ni con el volante. Las cotas que han sido definidas se muestran en el siguiente gráfico con sus valores correspondientes en el cuadro.
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PERCENTIL 5% PERCENTIL 50% PERCENTIL 95%
Distancia B 628 721 763
Distancia H 517 581 648
Distancia V 221 260 288
Inclinación A 47º 48º 55º
Displays periféricos
En este apartado están englobados todos aquellos indicadores que ni tienen influencia en la conducción, como por ejemplo la radio, televisión, sistema de navegación, computadora de abordo y similares. Estos testigos pueden ser colocados en una amplio margen, de forma que aunque no estén colocados dentro del campo de visión, si estén lo más próximo posible a éste, siendo recomendable que estén colocados entre 35º y los 60º medidos en horizontal.
Visión de menores en las inmediaciones del vehículo
Un accidente bastante frecuente, es el atropello de menores después de abandonar el autobús, al tratar de cruzar la carretera antes de que éste reinicie la marcha. Es debido a la escasa visibilidad de los menores en la parte frontal y en especial en los laterales delanteros. En autobuses destinados al transporte de menores en Alemania existe una recomendación StVZO 34ª, que obliga a considerar que desde el puesto de conductor se vea un menor de 1,2 m de alto colocado a 1 m del frontal. Esta recomendación se debe extender también a los laterales desde el pilar A hasta el mitad del vehículo. Esto obliga a colocar espejos especiales, con los que incrementar el campo de visión indirecto.
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1.2 m
1 m
1.2 m
1 m
Campo de visión indirecta
Se debe de observar a través de espejos el espacio interior del vehículo, en especial a los pasajeros al entrar o salir o cuando están colocados en la mitad de las escaleras. La localización de los espejos dentro del habitáculo debe ser dentro del campo de visión del conductor.
Por otra parte, para la visión exterior a través de espejos es necesario colocar los mismo en los pilares delanteros, por lo que es necesario girar la cabeza par su visualización, por lo que aumenta el tiempo necesario para obtener una visión correcta a través de los mismos. Con el fin de disminuir el disconfort producido por este movimiento es recomendable que si colocación en el vehículo esté comprendida dentro entre los ángulos de 25º hacia arriba y –35º hacia abajo y en vertical dentro del rango ±90º en la horizontal, siendo el valor optimo por ergonomía de 30º. Adicionalmente es necesario seguir la Directiva 71/127.
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CONCLUSIONES
De los trabajos realizados en relación con el proyecto “Estudio para la mejora de las condiciones de seguridad y ergonomía del puesto de conducción de autocares” se puede destacar lo siguiente: En cuanto al análisis de la ergonomía del puesto del conductor:
Se ha efectuado una recopilación de los distintos parámetros de diseño del puesto del conductor, de entre los cuales se han seleccionado aquellos que pueden tener una mayor influencia en la ergonomía.
Se ha definido un sistema de referencia de medida, situado en el talón al que
referir todas las dimensiones y situación de los distintos elementos.
Se ha establecido una postura, considerada como de confort, que se tomará como referencia de confortabilidad para evaluar las diferentes posturas del conductor en función de su posición.
Se ha elaborado una encuesta que ha determinado las carencias de los diseños
actuales del puesto del conductor.
De los resultados de la encuesta, se deduce que la principal causa de incomodidad manifestada por los conductores está motivada por el asiento, por un lado, porque la regulación no es suficiente, lo que se traduce en dificultad para acceder a los mandos, y por otro, al insuficiente apoyo lumbar.
Se ha elaborado un modelo de ergonomía del puesto del conductor que permite
la modificación paramétrica de la posición de los distintos elementos y sus reglajes.
Se han analizado las principales variables de diseño del puesto del conductor,
indicando el valor óptimo, para cada uno de los percentiles considerados. Los puntos analizados son:
• Espacio mínimo del habitáculo del conductor
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• Posición longitudinal, transversal y vertical del asiento • Ángulos y dimensiones del asiento y reposacabezas • Rango de ajuste de la columna de la dirección y del volante • Posiciones de los pedales • Fuerzas de accionamiento de los pedales • Posiciones del panel de instrumentos • Alcance de mandos • Ángulos de visión
En cada una de las variables de diseño que se han considerado, se ha definido el
valor del ajuste que es necesario dar, de forma que los conductores con parámetros antropométricos comprendidos entre el percentil del 5% femenino y el 95% masculino puedan alcanzar una posición de confort optima.
Se han establecido diferentes zonas para la instalación de mandos, atendiendo a
las diferentes prioridades de alcance establecidas.
Se han establecido los ángulos de visión central, periférica y máxima que servirá de base para la ubicación de espejos, testigos etc.
en este trabajo, se han obtenido el rango de variación de las principales características constructivas de los vehículos, de cara a la ergonomía. No obstante, se han puesto de manifiesto, como en algunos puntos no se obtienen los niveles de seguridad deseados, por lo que es necesario incidir sobre determinados puntos, con objeto de mejorar su grado de confort. En especial, en el diseño de asientos y sus sistema de suspensión, en la colocación de mandos y testigos, en el acceso al puesto de conductor, etc.
Por otra parte, las prescripciones del campo de visión, tanto directo como indirecto, resultan escasas, por lo que sería recomendable adaptarlas, para permitir la visión de menores en las inmediaciones del vehículo, teniendo presente la fatiga y el grado de confort del conductor.
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En cuanto al análisis de la seguridad del puesto del conductor:
Se han analizado las características constructivas de la parte frontal de los autocares más habituales. Dentro de esto se ha establecido el rango de variación de las principales características como, la altura del piso del conductor, los perfiles y materiales más comúnmente utilizados y su disposición.
Se ha generado un modelo de elementos finitos de la estructura frontal de un
autocar tipo. Dicho modelo se ha elaborado de forma paramétrica lo que permitirá simular distintas alturas de piso de conductor y distintas soluciones constructivas.
Las intrusiones alcanzadas en el choque con bajo solapamiento, que simula un
impacto frontal con un camión a una velocidad de 30 km/h, se obtienen intrusiones superiores a 1,2m El mismo resultado, aproximadamente, se ha obtenido con la barrera que reproduce el alcance a un camión con un solapamiento del 70% y a 30 km/h.
Se ha evaluado el comportamiento de un modelo actual ante la solicitación
impuesta diferentes métodos de ensayos definidos en anteriores estudios, manifestando las graves carencias de seguridad, al producirse intrusiones en el vehículo de 1,2 m.
Las deceleraciones alcanzadas son distintas, produciéndose mayor valor de
deceleración en el impacto con bajo solapamiento, lo que se traduce en mayor riesgo de lesión para el conductor.
En el caso de la barrera con alto solapamiento (70%) el pico de deceleración se
da retrasado en el tiempo con respecto a la de bajo solapamiento, motivado por el hecho de que con los diseños actuales de estructura frontal, la zona que mayor rigidez aporta es el bastidor, por lo que cuanto ésta entra en contacto con la barrera, al ser más rígida, hace que aumente la deceleración.
Por lo tanto, en el caso de bajo solapamiento, el bastidor entra en contacto antes con la barrera que en el caso de bajo solapamiento.
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La curvas de energía puesta en juego, muestran como en el caso de la barrera con alto solapamiento, la energía absorbida tiene menor pendiente, y como los desplazamientos son bastante parejos, se traduce en menores niveles de deceleración en el vehículo.
Con los valores de intrusión obtenidos, se invade completamente el “volumen
límite de deformación”.
A la vista de los resultados obtenidos, se ha observado que con los actuales diseños de frontales, no se obtienen unos niveles de seguridad adecuados para el conductor, puesto que en todos los casos considerados se invade ampliamente el espacio de supervivencia del conductor.
Resulta por tanto, una actividad prioritaria, continuar la investigación en este
campo, en especial sobre nuevos diseños de estructura frontal, que proporcionen la suficiente resistencia, para que no se invada el denominado “espacio de supervivencia del conductor”, unido a esto, resultaría necesario analizar diferentes configuraciones de sistemas de retención, especialmente pensados para el conductor, tales como cinturones de seguridad, airbag, columnas y volantes colapsables, etc.
Modelo de coche Fecha de la prueba:
Probador Altura Peso
HabitáculoUd describiría en general este habitáculo como:
Cómodo Incómodo
En caso de resultarle incómodo, se debe a:
Un asiento incómodo Pedales Volante
El habitáculo es pequeño
Hay algún mando de uso habitual que no quede a su alcance
No Si A qué mando no llega:
En cuanto al espacio del habitáculo que rodea al asiento Ud piensa que es:
Grande Correcto Pequeño
¿Hay algún elemento del habitáculo que interfiera con sus movimientos?
No Si
En caso afirmativo indique cuál
En cuanto a la altura del habitáculo, ¿le gustaría ir más alto?
No Si
El acceso al habitáculo del coche le resulta:
Incómodo Cómodo
En caso de que el acceso al habitáculo sea incómodo, ¿qué cambiaría?
Asiento¿Le permite el asiento una regulación óptima de la postura de conducción?
No Si
Respecto al asiento, que criticaría:
Banqueta muy larga Banqueta muy corta Falta alguna regulación
Que regulación de las siguientes le gustaría añadir para el asiento:
Inclinación banqueta Apoyo lumbar Dureza Amortiguación
En caso de problema con la regulación en longitud, le ocurre que:
No llega a los pedales Es ud muy alto y conduce encogido Interfiere con el volante
Esta encuesta es importante, ayudará a mejorar su puesto de trabajo. Tome el tiempo que le sea necesario para rellenar esta encuesta con tranquilidad. No es necesario cumplimentarla en el momento.Si escribe, hágalo con letra mayúscula.En todas las preguntas puede marcar tantos recuadros como sea necesario para expresar su opinión. Una vez rellena, por favor entréguela en el control de estación.Sus datos permaneceran totalmente confidenciales.
PedalesCon los reglajes disponibles de cualquier forma Ud:
No llega bien a ellos Llega perfectamente a ellos
El ángulo de los mismos respecto al suelo le obligan a mantener una postura del pie:
Incómoda Cómoda
Piensa que debería estar colocados de otra manera
Suspendidos Sobre el suelo
Respecto a la caña de la dirección, los pedales deberían estar:
Más cercanos a la caña Más separados de la misma
VolanteCon los reglajes disponibles de cualquier forma Ud:
No está cómodo Está cómodo
Si no está cómodo con el volante señale los inconvenientes
No llega al volante Interfiere con el vientre El volante es muy grande
Cree que le faltan reglajes al volante
No Si ¿Cual es el reglaje que falta?
Sistema billetaje
El pupitre de mando:
Esta lejos Es cómodo y accesible
La meseta de cobro es cómoda
No Si
Si la meseta de cobro no le es cómoda indique el motivo
Está lejos Le obliga a realizar un giro forzado del cuerpo
General
¿Alguna maniobra que realiza habitualmente le supone un esfuerzo especial?. Indíquela
Especifique la maniobra que más le molesta realizar independiente mente del esfuerzo requerido para ello
Indique aquí los aspectos de mejora del habitáculo que no ha podido expresar en la encuesta:
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Anexo II: Bibliografía i
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