FRENANDO

CAPITULO 10. FRENANDO
Por favor hacer un esfuerzo por leer este nuevo ladrillo. Este es el más importante de los que llevo hasta ahora.
La idea es que veáis como cambian los resultados de un frenazo en función de la velocidad.
Dedicado a los que les gusta correr (a mi me gusta) y muy especialmente a los que SI CORREN (yo no suelo hacerlo) y a los que proponen subir los límites de velocidad (tampoco lo apoyo).
Si consigo que alguno de vosotros se lo piense un pelín antes de correr un poco más. Me daré por satisfecho.
En este capítulo voy a empezar por el final, es decir, contando los resultados obtenidos. El que quiera leerse las deducciones y otros ejemplos pues que siga leyendo.
FRENADA PERFECTA
El cálculo corresponde a la siguiente situación:
-El coche circula a una velocidad Vo
-Las condiciones del asfalto, frenos, ruedas y el conductor son ideales.
-Por la razón que sea de pronto vemos un obstáculo en la carretera a 50 metros de distancia.
-Hay que frenar a fondo
-Tiempo de respuesta 0,7 segundos
-El coche frena y frena, pero.
-Se produce el accidente. Vamos chocamos.
Repito: todas las condiciones son perfectas, es decir frenada ideal.
Vamos a ver según diferentes velocidades iniciales ( Vo ) a que velocidad acaba resultando el choque ( Vf ) y con energía se produce.
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La tabla empieza a 90,68 km/h ya que es a esa velocidad inicial a la máxima que conseguiríamos frenar justo para solo tocar el obstáculo (repito en condiciones ideales).
Podemos ver como con solo ir a 100 km/h (unos 10km/h más rápido) el golpe ya se produce a 47 km/h. Impresionante, al menos para mi. A otras velocidades iniciales ya lo podéis ver, sin comentarios.
Ahora os explico la fila de W. Esa es la energía cinética con la que llega el coche al obstáculo. Cuando se produce un choque la energía cinética se absorbe o transforma en deformación de los objetos que han chocado. En el caso de un coche ya sabemos como se absorbe. Se chafa todo.
Las pruebas de EuroNcap se realizan a unos 64 km/h y digamos que todos los coches modernos a esa velocidad nos aseguran que las lesiones no serán muy graves. Las pruebas de Euroncap también son pruebas “ideales”. La energía del coche a 64 km/h es de 237. ¿Habéis visto como quedan los coches en las pruebas?
¿Que se puede ver en la fila de W (energía) cuando el coche choca?. Pues vemos que si la velocidad inicial erá de 110 (velocidad de choque 70 (km/h) la energía ya es superior a la de la prueba Euroncap.
Vemos que a 120 km/h iniciales la energía del choque es casi el doble que la de la prueba.
A 130 km/h el choque ya es 2,5 veces mayor y a 140km/h es casi 3,5 veces.
Otra forma de verlo es que entre ir inicialmente a 120 ó a 150 el golpe es el doble de violento, es decir ir a 150 ver un muro a 50m, frenar y pegarnosla contra el muro es lo mismo que dos coches a 120 se vean a 100m de distancia, frenen y tengan un choque frontal. ¡¡¡¡Menuda hostia !!!

OTRA FRENADA
Veamos otro caso. Pongamos que ahora no somos tan rápidos reaccionando y tardamos 1 segundo en pisar el freno. Supongamos que el asfalto y ruedas no son ideales. Supongamos que vemos el obstáculo a 100m de distancia.
El resultado es el siguiente:
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En este supuesto si parto de 118 km/h conseguimos frenar antes del obstáculo.
A 120 me la pego, pero poco.
A 130 el coche teóricamente me salva. Velocidad de choque menor de 64 km/h.
A 140 la leche es importante.
A 150 el golpe es más del doble (energía 602) que el de la prueba Euroncap (energía 237).
A 160 estamos en más del triple de energía.
A 170 más de 4 veces.

Vamos que en este caso si voy a 120 me salvo seguro. A 140 la leche es gorda.
¿Que he ganado por ir más rápido?
Un trayecto de 120km lo hacemos en una hora a 120km/h. Si vamos a 140 tardamos 51 minutos. Hemos ganado 9 minutos. Bieeeen.
Recordad que en la carretera no todo depende de nosotros: hay otros coches, otros animales (no me refiero a conductores, aunque también), inclemencias, desprendimientos, etc..
Obviamente es difícil elegir la velocidad idónea, la posibilidad de estamparnos siempre existe. Lo que quería que vierais es que un pequeño incremento de velocidad supone mucho más a la hora del golpe que esa pequeña ganancia de tiempo. Puede que 10 km/h de menos no nos salve la vida (o lesiones graves), pero la diferencia entre las dos velocidades es básicamente sumar un choque Euroncap más.


FISICA Y OTROS
Muchos recordareis la física básica de velocidad, tiempo, espacio, aceleración:

E = V x T (espacio o distancia es igual a velocidad “constante” por tiempo)

E = Vo x T + ½ A x T2 (Vo velocidad inicial y A aceleración)

Vf = Vo + A x T (Vf es velocidad final)
También recordareis que M x A = F.
Es decir si aplicamos una fuerza F a un cuerpo de masa M se cumplirá lo anterior.

En caso de pisar el freno la fuerza de frenado se produce en las ruedas y la aceleración es negativa. Esta fuerza debe cumplir:
F= M x 9,8 x Cr. Siendo Cr el coeficiente de rozamiento entre rueda y suelo.
En teoría Cr no puede mayor de 1aunque eso es para superficies lisas, por eso en ciertos asfaltos y con ciertos neumáticos eso puede no ser cierto. Las malas lenguas dicen que lo normal es que ronde un valor de 0,8.
Como lo que nos interesa es la des-aceleración, nos queda A = (M x 9,8 x Cr) / M = 9,8 x Cr.
Matemáticamente la frenada no depende del peso del coche. Aunque por peso parece que cueste más frenarlo, la fuerza de frenada también es mayor.
Además cuando vamos conduciendo está lo que se llama el tiempo de respuesta, que es el tiempo que tardamos en responden a un estimo externo. Es decir, el tiempo entre que vemos la situación que nos obliga a frenar y cuando realmente pisamos el freno. Dicen por ahí que lo normal es entre 0,7 y 1 segundo.
Si añadimos el tiempo de respuesta (Tr) al espacio recorrido, la distancia (E) nos queda:
E = Vo x Tr + Vo x T + ½ A x T2
Para saber el espacio necesario para frenar nos falta saber el tiempo de frenada.
Como Vf = Vo + A x T, entonces T = (Vf-Vo)/A.
En realidad A es negativa, por lo que en todo esto nos queda:
T=(Vo-Vf)/A
E= Vo x (Tr+T) - ½ A x T2
Sustituyendo T en la formula de E:
E= Vo x (Tr+(Vo-Vf)/A) - ½ A x ((Vo-Vf)/A)2

A partir de estas formulas sale todo.
Antes de poner resultados he comparado resultados de cálculo con pruebas de las revistas. Con ello he llegado a la conclusión de utilizar Cr=1. Que me parece un valor muy bueno, quizás excesivo para la realidad. Creo que las revistas frenan demasiado bien.

Con todo lo dicho y para calcular la distancia de frenado las formulas quedan:
Cr = 1 entonces A= 9,8
Vf=0 y Tr=0 entonces T=Vo/9,8 y E = ½ Vo2/9,8
Como veis el tiempo de frenar es proporcional a la velocidad inicial, pero la distancia necesaria para detener el coche es proporcional al cuadrado de la velocidad. Para una velocidad el doble que otra la distancia de frenado es 4 veces mayor.
Veamos dos ejemplos básicos.
De Vo= 60 a 0 km/h y tiempo de reacción =0
Se me olvida comentar que la velocidad en la formula es en m/s. Para pasar de km/h a metros segundo hay que dividir por 3.6.
T= 1,7s y E=14,17 metros
Comparando con datos de revistas:
Autopista = 13,7 m (QQ dCi 2,0)
Sin nombre = 13,2 m (QQ dCi 2,0)
Las dos frenan de cojón aún calculando una frenada ideal.
De Vo= 80 a 0 km/h y tiempo de reacción =0
T= 2,27s y E=25,2 metros
Comparando con datos de revistas:
Autopista = 25 m (QQ dCi 2,0)
Sin nombre = 23,8 m (QQ dCi 2,0)
Casi lo calculado.
De Vo= 100 a 0 km/h y tiempo de reacción =0
T= 2,83s y E=39,37 metros
Comparando con datos de revistas:
Autopista = 39,8 m (QQ dCi 2,0)
Sin nombre = 37,7 m (QQ dCi 2,0)
Muy parecido
De Vo= 120 a 0 km/h y tiempo de reacción =0
T=3,4s
E=56,69 m
Comparando con datos de revistas:
Autopista = 58,3 m (QQ dCi 2,0)
Sin nombre = 56,6 m (QQ dCi 2,0)
Km77 = 54 m (QQ dCi 2,0), 57 m (QQ dCi 1,5) y 53,7m (QQ+2 dCi 2,0)
Se puede ver la variedad incluso en la misma revista. Se debe a que las condiciones nunca son iguales, ni la medición exacta.
De Vo= 140 a 0 km/h y tiempo de reacción =0
T=3,97s
E=77,16 m
Comparando con datos de revistas:
Autopista = 76,4 m (QQ dCi 2,0)
Sin nombre = 75,5 m (QQ dCi 2,0)

Pues la cosa se parece bastante.
¿Os habéis fijado que entre frenar a 60 ó a 120 la distancia es 4 veces mayor?.
Con tiempo de repuesta
A todo esto hay que añadirle el tiempo de repuesta. Pongo la tabla con la distancia recorrida en total desde que vemos el obstáculo hasta que el coche se detiene. He usado Tr=0,7
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Veis como la distancia de frenado crece más que la velocidad. Veis como la distancia de frenado ha crecido respecto de la anteriores sin tiempo de respuesta.
A 60 km/h a pasado de 14,17m a 25,8 m. Pero a 120 pasa de 56,69 a 80m y a 140 pasa de 77,16 a 104,4m. ¡ Como crece la distancia!

Otros ejemplos
Veamos posibles situaciones reales. Vamos por la carretera y vemos un triangulo de los que nos indican que hay un coche averiado. Según el código de circulación hay que ponerlo a 50 metros del coche y de forma que se pueda ver a 100 metros, es decir, desde que vemos el triangulo hasta el coche que está parado hay unos 150 metros.
¿Que pasaría si decidiéramos frenar a tope nada más ver el triangulo?. Pues que si vamos a 170 km/h conseguimos parar a casi 3 metros del otro coche. Si vamos a 120 paramos 20 metros antes del triangulo y a 70 m del otro coche.
Este caso es irreal ya que nunca decidimos detenernos en seco por ver un triangulo, como mucho levantamos el pie (y por lo tanto seguimos casi a la misma velocidad). El caso extremo seria frenar a tope cuando vemos el coche y este obstaculice el paso. ¿Eso cuantos metros pueden ser?. Pues dependerá de las circunstancias. En autovía la visibilidad suele ser buena y posiblemente lo veamos con tiempo de sobra. En carretera normal la cosa puede cambiar. En este caso nos podríamos encontrar que vemos el coche cuando llegamos a la altura del triángulo, es decir, tendríamos 50 metros para frenar. Resultado: que si vamos a 90 km/h frenamos justo a tiempo (quizás nos hayamos comido al conductor si andaba cerca del coche), si vamos a 100 km/h nos la pegamos aunque sea por poco.

EN CASO DE ACCIDENTE
Pongamos que nos la pegamos por la razón que sea. Puede ser un volantazo que hay que pegar por un coche que se nos mete en el carril, un coche que se salta un stop, etc..
Los coches se ensayan en los test de EuroNcap a unos 64 km/h (creo). A esa velocidad nuestro coche en teoría nos salva de heridas graves. Veamos que hace falta para salvarnos. Ahora la velocidad final que queremos es de 64 km/h.
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Podemos ver la distancia necesaria para aún dándonos la leche, dárnosla sin graves lesiones. Todo en unas condiciones ideales de asfalto, ruedas, respuesta por nuestra parte, etc..
Si vamos a 120 km/h necesitamos 64m. Si vamos a 140 km/h necesitamos 24 metros más (total 88) pero es que a 160km/h nos hacen falta 116m, 52m más que a 120km/h.

Si suponemos que las condiciones no son ideales:
- El tiempo de respuesta no es de 0,7 segundos, fácilmente será de 1 segundo. El asfalto y ruedas no son perfectos y el Cr baja a 0,8 (que sigue siendo bueno. Los resultados anteriores se convierten en:
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Ahora para bajar a 64km/h desde 120km/h nos hace falta 83m y de 140km/h 114 metros, desde 160km/h necesitamos ¡¡ 148m!!

El resto de ejemplos al principio.[/justify]

Interesantisimo. Gracias por todos tus aportes. Un saludo

entonces un coche un poco viejo circulando a 120km/h y con lluvia tiene que ser un peligro

Muy buen estudio, enhorabuena. Aún así sigo apoyando que suba el límite a 140km/h.

Sólo una cosa, en el último caso, que un coche invade el carril, etc, creo, (y solo lo creo que igual no es así), que el otro vehículo también va en movimiento con lo que su distancia de frenado "jugaría a nuestro favor" ya que no es como si apareciera un muro de repente.
Gracias pror el estudio

Como siempre muy bien explicado, aunque me surgen dos dudas, primero tu eres de los que les gusta correr o no, lo digo porque no lo dejas muy claro y segundo como el 1.5 recorre tres metros mas que el 2.0 que pesa mas. Yo esque la fisica siempre he sido un negado. Te repito muy currado e interesante el articulo

raf3 escribió:entonces un coche un poco viejo circulando a 120km/h y con lluvia tiene que ser un peligro

Efectivamente, pero no por el hecho de ser viejo. Solo si no tiene ABS, ruedas en mal estado, sistema de frenos mal, etc..
También tiene mucho peligro el tiempo de respuesta, alguien despistado, haya tomado ciertos medicamentos (o drogas), la edad influye, etc..
En cuanto a lluvia no he encontrado nada del Cr en esas condiciones, pero todos sabemos que se frena mucho menos. O con hielo o nieve, uufff.

encasa4 escribió:Muy buen estudio, enhorabuena. Aún así sigo apoyando que suba el límite a 140km/h.

Sólo una cosa, en el último caso, que un coche invade el carril, etc, creo, (y solo lo creo que igual no es así), que el otro vehículo también va en movimiento con lo que su distancia de frenado "jugaría a nuestro favor" ya que no es como si apareciera un muro de repente.
Gracias pror el estudio

Respeto tus ideas aunque no las comparta. Según mi opinión las muertes y lesiones graves creceran mucho más que la velocidad. La velociad es un 16% mayor de 140 a 120, pero la energía es un 36% mayor y por tanto la dificultad de frenarlo, la distancia recorrida en el tiempo de reacción mucho mayor, etc..
No solo correran más los que tienen coches nuevos que frenan perfectamente y su estado de salud es cojonuda (del conductor). También el resto, los que no cumplen esos parámetros. Todos nos creemos que frenaremos sin problema. Pero eso no es cierto y además hay otros que se estamparan contra nosotros a más velociad. Además no iremos a 140 sino a 150 ó 160 que será el límite para multar.
Lo que dices de un coche que invade el carril no lo entiendo del todo. Creo que lo que dices es cierto si el coche va en la misma dirección que nosotros. Pero si va en dirección contraria obviamente es peor que un muro.

roblesrefor escribió:Como siempre muy bien explicado, aunque me surgen dos dudas, primero tu eres de los que les gusta correr o no, lo digo porque no lo dejas muy claro y segundo como el 1.5 recorre tres metros mas que el 2.0 que pesa mas. Yo esque la fisica siempre he sido un negado. Te repito muy currado e interesante el articulo

Vale no ha quedado claro. Me gusta correr. Me gustaria pillar un pedazo de pepino y hacerme unas vueltas en circuito. Lo que mas me gustaria es en un puerto de montaña con muchas curvas y un deportivo de verdad hacermelo muchas veces, cada vez más rápido. Pero no lo hago por que no quiero matarme ni matar a nadie, si puede ser. Además no tengo ese tipo de coche . El QQ no es para eso y las carreteras no suelen estár vacias. Por ello solo rebaso la velociad permitida en escasas ocasiones y cada vez menos (¿será la edad?). He descubierto con el tiempo que si vas a velocidades legales incluso llegas más descansado al final del viaje. Y me hago unos cuantos viajes de más de 5 horas. Antes que corria algo más tardaba solo 15 ó 20 menos. Cualquier reduzción te tira abajo la velocidad media respecto de la velocidad punta.
Yo creo que el 1.5 recorre 3 más en la prueba simplemente porque sí. Fijate que el QQ+2 solo recorre 0.3m metros menos y pesa unos 100kg más. En teoria la frenada (en llano) no depende del peso. A más peso más dificil fenar, pero a más peso más rozamiento hay con el suelo que lo compensa. En la práctica supongo que puede haber cierta variación. Pero llevando el mismo tipo de rueda y mismo asfalto y mismo sistema de frenos, la frenada debería ser identica.[/quote]

Por otro lado gracias a todos por leerlo.

Yo creo que los frenos del 1.5 dci son mas pequeños que los que trae el 2.0dci y eso se nota en la frenada

interesantisimo post, de verdad...
menos el apartado de fisica me lo he leido y me parecen muy buenos los ejemplos y la verdad es que de ir a 100km/H a 120 nos podemos salvar.........

acabo de tener un crio ahace 5 meses y la verdad es que corro menos y voy mas trankilo, aunque aveces, por las carreteras que te conoceses corres mas........habrá que ir cambiando el chip......

Da gusto leerte MLL, gracias por tus enseñanzas

resultado de choque.Coche clasico vs moderno

y este otro es viejo vs moderno

MLL el respeto es mutuo, (lo daba por hecho además entre la gente de este foro), y aunque no compartamos alguna opinión no quita mi admiración por el entusiasmo y la claridad de tu explicaciones, (ya te leí en una ocasión que es que te encantaban estos temas). Repito mi enhorabuena.
Ah!, lo del coche delante me refería a eso a alguien que va en nuestra misma dirección

Hola raf3.
Esos ejemplos que has puesto están muy bien para demostrar que en caso de darse la misma hostia dos coches sale mejor parado el nuevo. Por supuesto.
Precisamente para eso sirven las mejoras en seguridad. Pero si la velocidad es mayor en el nuevo que el viejo ya pierdes buena parte de lo que has ganado.
El asunto consiste en que se mate menos gente con las mejoras de seguridad, no que por tener más seguridad se mate la misma que antes pero a más velocidad.
¿Entonces que hemos ganado? ¿Matarnos los mismos pero con coches más seguros?

Ya MLL, pero estos coches nuevos son mas seguros a 120km que los viejos.Frenan mejor gracias a las ayudas electronicas incluso mucho mejor con lluvia.
Bajo mi punto de vista, es mas peligroso un coche viejo a 120km, que uno nuevo a 140km.

raf3 escribió:Ya MLL, pero estos coches nuevos son mas seguros a 120km que los viejos.Frenan mejor gracias a las ayudas electronicas incluso mucho mejor con lluvia.
Bajo mi punto de vista, es mas peligroso un coche viejo a 120km, que uno nuevo a 140km.

Si eso no lo discuto. Solo digo que por ir más rápido (sin demasiadas ventajas) vamos a perder lo que hemos ganado con la seguridad actual de los coches.
También son mejor las carreteras aunque les quede mucho por mejorar.
También nos hemos concienciado más en temas como el alcohol (aunque aún falta mucho).
Han mejorado las asistencias sanitarias en velocidad y calidad, que también salvan bastantes vidas.
Etc, etc..
Repito, solo digo que por correr más, perdemos buena parte de todo eso que hemos ganado.

A ver yo empece conduciendo un R5 de 2ª mano con 160.000 km que el pobre bastante hacia con frenar más o menos. No pasaba de 100 nada más que cuesta abajo Seguro mi flamante QQ+2 es muchisimo más seguro. Puede que a 160km/h sea tan seguro como mi antiguo R5 a 80/km (realmente no lo creo). Pero para que cojones me he comprado el QQ para llegar a todas partes mucho antes y tener las mismas probabilidades de matarme. Yo no.
Tengo un QQ (y uno de los factores para su elección fué su buena puntuación Euroncap, mejor que las demás que miré) para intentar llegar a los sitios en un tiempo razonable y sobre todo tener muchas más posibilidades de llegar yo mi familia y dejar que lleguen los demás que pululan por las carreteras.

[quote="MLL............. y sobre todo tener muchas más posibilidades de llegar yo mi familia y dejar que lleguen los demás que pululan por las carreteras.[/quote]

Gracias, MLL!!!, en mi nombre y en el de mi familia (y lo digo en serio, no es coña)

Tu explicación física muy buena, y la conclusión "moral" muy sabia.

Sin embargo, yo sí creo que los límites pueden (y deberían) subirse: 120 km/h en un día seco de verano en una recta de autovía es una tentación para contar los pájaros en los cables de la luz. Si vas a 140 tienes los ojos en la carretera. Siempre quedando claro que si hay agua y tráfico de coches quizás haya que ir a 100 km/h o menos.

Saludos.

Zuria