En un choque frontal contra un vehículo, ¿acelerar o frenar?

No sabía, pero parece que existe un mito o una pregunta muy extendida sobre "¿qué es mejor en un choque frontal contra otro vehículo? ¿acelerar o frenar? De hecho, mi querida serie Cazadores de Mitos tiene un episodio relativo a temas parecidos sobre choques con ciervos.

Bueno, que quede una cosa clara: la práctica que ha de extenderse es que si dos vehículos observan que van a colisionar de frente, lo mejor es que frenen los dos para minimizar la energía del impacto.

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No obstante, en este artículo vamos a partir de la hipótesis de que el coche de delante no frena. Ante esa situación, ¿qué es lo mejor que podemos hacer? Antes del impacto, los vehículos llevan una energía cinética que tras el choque hay que repartir entre los dos, no necesariamente de manera equitativa. Esta energía se disipa en forma de calor, deformación de la carrocería y sonido. Es decir, el choque es inelástico (no es como las bolas de billar, sino que tras el golpe no tienen la misma energía cinética debido a que mucha energía se ha ido en deformación, por ejemplo).

La energía se reparte en función de:

- masa de cada vehículo

- velocidad

- grado de deformabilidad (antes se pensaba que lo mejor era que los vehículos fueran rígidos)

Si pensamos en un choque perfectamente frontal, y que un vehículo se aproxima hacia nosotros con una velocidad v:

DECIDIMOS NO FRENAR

Si llegamos al impacto a una velocidad v, estaremos aportando exactamente la misma energía cinética que el otro vehículo. Considerando condiciones simétricas del problema, es decir, que ambos vehículos tienen la misma masa, tamaño y que se deforman exactamente de la misma manera, la energía del golpe se tiene que repartir de modo similar, y los coches saldrán despedidos en dirección contraria una distancia idéntica.

Ojo, que he dicho que no estoy acelerando, sino que circulo a una velocidad v uniforme. Si estuviese acelerando, aportaría una fuerza extra que el vehículo B no tendría, ya que la fuerza es masa por aceleración.

En cambio, ¿qué ocurre si el vehículo A circula a velocidad v, pero tiene masa menor? En ese caso no hay aportación idéntica de energía, y probablemente el vehículo A salga peor parado que el grande. Esto es debido a que normalmente los coches grandes tienen una parte frontal más larga, y por lo tanto se puede deformar más. Además, probablemente el vehículo grande pueda ser más alto, lo cual tiende a favorecerlo. Por último, por leyes físicas, el vehículo A es más fácil de repeler. En su momento se reclamó un test que tuviese en cuenta la velocidad y masa del vehículo. Incluso aunque el vehículo ligero tenga alta cualificación en seguridad, no se puede comparar su seguridad cuando el impacto es con un coche mucho mayor (FAQ 9), tal y como se puede ver en el siguiente vídeo o este otro:

El test ANCAP realiza sus pruebas de choque frontal con coches de mismo tamaño, peso y a igualdad de velocidad, ya que considera que son las condiciones más cercanas a la realidad para comprobar la seguridad de un vehículo. EuroNCAP no tiene esta modalidad de test, sino que impacta contra una barrera indeformable, pero curiosamente, ambos tests se realizan a una velocidad de 64 km/h. Esto tiene su origen en datos de siniestros de US, que recogen que más de la mitad de accidentes de usuarios con el cinturón de seguridad abrochado, ocurren por debajo de 55km/h (FAQ 7) y 64 lo consideran un buen margen por  exceso.

DECIDIMOS FRENAR

En este caso, recibiríamos el golpe en parado, como si estuviéramos en un semáforo en rojo y se dirigiese un bólido hacia nosotros. Este ensayo sí que es más parecido al de EuroNCAP, ya que su frontal impact crash test es contra una barra deformable. En este caso, el bólido hacia nosotros emplearía la energía en pasar de una velocidad v a 0 y en deformarse, y nosotros usaríamos la fuerza en deformar nuestro coche e impulsarnos en sentido del impacto. Pero la energía que sufriríamos sería la misma (en condiciones simétricas de masa, tamaño y choque perfectamente frontal). Es decir, la energía que aportaba el vehículo en movimiento se divide en mitad y mitad. Lo que puede desequilibrar la balanza a favor de uno o de otro, de nuevo es la masa de los coches.

Recordemos que si estamos parados, pero un coche se aproxima a nosotros a 50 km/h, el impacto para nosotros también es a esa velocidad. En cambio, si nos aproximamos el uno al otro a 50 km/h, el impacto será a 100 km/h. Por lo tanto, queda claro que en un impacto frontal, lo mejor que podemos hacer es frenar.

Esto no es una ciencia exacta, sino una simplificación de la realidad. Existen cada vez más modelos matemáticos que intentan predecir la energía a absorber en los impactos (recomiendo este artículo por su simpleza, este, y este por ser el más completo). El algoritmo más famoso se denomina CRASH3, que tiene en cuenta:
- la velocidad post-impacto de los vehículos
- la energía empleada en el choque se calcula con la archiconocida fórmula de Campbell en este mundillo, que hace una relación lineal entre la velocidad y la deformación.
- el algoritmo usa la masa, la energía y la velocidad final para reconstruir la velocidad pre-impacto, aunque para ello haga unas simplificaciones:

1) condiciones de velocidad simples
2) sistemas de equivalencia de masa y sus correspondientes dinámicas
3) factores de corrección para impactos que no son totalmente frontales.
Paper fuente

Pero un impacto in real-world difícilmente va a ser como estaba previsto en el laboratorio, ya que el choque no será totalmente frontal, o alguna otra razón. De hecho, hay bibliografía científica en la que comparan resultados de EuroNCAP con sus homólogos en otros territorios (IIHS o ANCAP). En el caso europeo, esta es la normativa que rige todas las evaluaciones, medición de daños y puntuación de los modelos.

A lo que hay que añadir la incertidumbre que cada impacto, incluso con vehículos idénticos, es distinto, tal y como se puede ver por ejemplo en este artículo.