La marca alemana Mercedes-Benz ha llevado a cabo recientemente el primer crash test monitorizado con rayos X que se haya realizado en el mundo con un coche real. La iniciativa surge de una larga colaboración con el Instituto Fraunhofer de Dinámica de Alta Velocidad, el EMI (Instituto Ernst Mach) de Friburgo, y permite detectar deformaciones que hasta ahora resultaban invisibles, así como los procesos exactos en que tienen lugar, todo ello con vistas a seguir mejorando la seguridad de sus modelos de producción.
“La tecnología de rayos X puede aportar nuevos conocimientos de gran interés” en este campo, ha señalado Paul Dick, responsable de Seguridad de Vehículos de Mercedes. “Aprendemos lo que ocurre en el interior de un coche y a los maniquíes durante un accidente. Las imágenes también ofrecen la oportunidad de mejorar aún más la calidad del modelaje de los prototipos digitales”.
La experiencia comienza con un estruendo muy fuerte. A 60 km/h, un dispositivo de impacto embiste contra una berlina de la Clase C de color naranja y choca con ella de pleno en el costado. Encima de la escena observamos una estructura emplazada en el techo del pabellón, justo encima del vehículo. Se trata de un acelerador lineal que funciona como cámara de rayos X.
A bordo del coche hallamos un maniquí SID II en el lado izquierdo, de cara al impacto. Se trata de un ejemplar de prueba con anatomía femenina, especialmente diseñado para las pruebas de impacto lateral.
Mercedes lleva años investigando el uso de rayos X en las pruebas de choque junto con los especialistas del EMI. Ahora, el factor decisivo para poder emplearlos ha sido la creación de un acelerador lineal con tecnología de 1 kHz como fuente de radiación. El dispositivo es mucho más potente que los flashes de rayos X utilizados anteriormente en los ensayos: la energía fotónica del acelerador lineal es de hasta nueve megaelectronvoltios, lo cual hace posible analizar todos los materiales usados habitualmente en la fabricación de vehículos.
La duración del pulso de rayos X es de solo unos microsegundos. Esto permite registrar los procesos de deformación en la prueba de colisión sin desenfoque de movimiento. Además, el acelerador lineal genera un flujo continuo de estos impulsos de rayos X, lo que significa que se pueden obtener hasta 1.000 imágenes por segundo; es decir, unas 1.000 veces más que con los sistemas de rayos X convencionales.
Durante el crash test, estos atraviesan la carrocería y los maniquíes desde arriba. Debajo del vehículo de ensayo hay un detector plano que sirve de receptor digital de imágenes en el sistema de rayos X: cuando la radiación incide en el detector, se genera una señal eléctrica.
La intensidad de esta depende de la intensidad con la que la radiación haya sido absorbida previamente por el vehículo y la estructura del maniquí. Esto influye en la escala de grises que luego es visible, de forma similar a la inspección por rayos X del equipaje en un aeropuerto o a las imágenes de este tipo que toma un médico.
Procesos vistos al detalle
En los milisegundos que dura el impacto, el sistema toma unas 100 imágenes fijas que, combinadas en un vídeo, proporcionan una visión muy precisa de lo que ocurre en el interior de los componentes relevantes para la seguridad y en el cuerpo del maniquí durante un choque. De este modo es posible observar con detalle cómo se comprime el tórax del maniquí o cómo se deforma un componente.
Uno de los aspectos más relevantes en el trasvase de la investigación a la aplicación industrial es el hecho de que el choque analizado con rayos X no afecta a ninguna otra herramienta de análisis. Incluso las cámaras interiores del vehículo de pruebas de choque graban sin perturbación alguna.
Los expertos del EMI han elaborado un estricto protocolo radiológica para la prueba. Se emplean dosímetros como monitores para garantizar que los empleados no estén expuestos a la radiación, a lo que se añade un muro de hormigón adicional de 40 centímetros de grosor alrededor de la instalación y una puerta de protección de unas 45 toneladas de peso.
Esta de los rayos X no es la única iniciativa relevante en el campo de las pruebas de impacto con la que nos ha sorprendido la firma de Stuttgart en los últimos tiempos. Como se detalló en este artículo, en otoño de 2023 realizó el primer crash test público con dos vehículos totalmente eléctricos de su gama: un EQA SUV y un EQS. Los coches chocaron entre sí en un escenario real a una velocidad de 56 km/h y con un solapamiento del 50%.
El ensayo confirmó el alto nivel de protección de los ocupantes, pues el habitáculo y la batería de ambos vehículos permanecieron intactos, según lo previsto, las puertas pudieron abrirse y los sistemas de alto voltaje se desconectaron automáticamente.
V.C.