L'airbag, un presidio di sicurezza installato come dispositivo di serie in tutte le automobili, ha la funzione principale di limitare le conseguenze lesive derivanti dall'impatto degli occupanti contro le strutture rigide dell'abitacolo. Questo sistema è uno dei dispositivi di sicurezza in assoluto più noti e diffusi all’interno del settore automobilistico. Sono ormai passati diversi anni da quando è stato introdotto per la prima volta, e da allora ha letteralmente cambiato il modo stesso di concepire la protezione e la sicurezza di guidatore e passeggeri in caso di collisioni con altri mezzi. Si tratta di un dispositivo di sicurezza ormai insostituibile, che non può mancare nelle automobili e che può salvare moltissime vite!
Differenza tra Sicurezza Attiva e Passiva
Per comprendere appieno il ruolo dell'airbag, è fondamentale distinguere tra sistemi di sicurezza attiva e passiva. La sicurezza attiva svolge una funzione soprattutto preventiva, aiutando il pilota a controllare il veicolo e a evitare incidenti. I principali sistemi di sicurezza attiva sono l’ABS (Anti Brake-locking System), il TCS (controllo elettronico della trazione) e l’ESP (controllo elettronico della stabilità). Oltre a quelli elencati, ci sono i moderni sistemi di assistenza alla guida, ovvero le tecnologie ADAS, che avvisano il conducente di ostacoli e pericoli, rilevano le condizioni psico-fisiche del conducente e intervengono sugli errori di guida.
I sistemi di sicurezza passiva, invece, hanno come principale obiettivo di limitare le conseguenze di una collisione già avvenuta. Il loro compito è di trattenere i passeggeri del veicolo ancorati al sedile e assorbire l’energia prodotta da un urto con un altro veicolo o con un ostacolo. I principali dispositivi di sicurezza passiva per l’auto sono: le cinture di sicurezza, il seggiolino per bambini, l’airbag, il poggiatesta e la carrozzeria a deformazione controllata. L'airbag rientra a pieno diritto nell’elenco dei sistemi di sicurezza passiva, pensati proprio per ridurre e minimizzare i danni che possono avvenire in caso di impatti. A differenza dei sistemi di sicurezza attiva, come l’ESP, l’airbag macchina si aziona solo in caso di incidente. I dispositivi e i sistemi di sicurezza passiva hanno lo scopo di diminuire le conseguenze negative dell’incidente, una volta che questo si sia verificato.
Come Funziona l'Airbag
L’airbag è formato da cinque elementi chiave che lavorano in sinergia per garantire la massima protezione:
- Il sensore: rileva l’impatto, percependo un’improvvisa decelerazione del veicolo. Questo accade di norma ad una velocità di circa 50 km/h, e, di conseguenza, se si verifica un incidente, l’urto che ne consegue farà in modo che il sensore attivi l’airbag.
- La centralina: assorbe, immagazzina e invia il segnale al comando di accensione del detonatore. Questa componente è il cervello del sistema, che elabora le informazioni ricevute dal sensore.
- Il detonatore: innesca la sostanza presente nella capsula esplosiva, la quale dà il via ad una reazione chimica, causando una grande quantità di gas che gonfia il sacco salvavita.
- La capsula esplosiva: contiene l'azoturo di sodio, una sostanza che, immersa nella capsula esplosiva, reagisce rapidamente per produrre il gas necessario. Gli azoturi o azidi sono dei composti binari nati dall’unione dell’azoto con un metallo oppure dall’unione dell’azoto con vari gruppi organici. Insieme all'azoturo di sodio (NaN3), vengono utilizzati anche nitrato di potassio (KNO3) e silicio (Si) per produrre il gas che gonfia il sacco.
- Il sacco salvavita: è una sorta di “pallone”, rivestito di gomma e foderato in nylon, impermeabile ai gas e dotato di fori nella porzione posteriore. Il nylon, un materiale non certo scelto a caso ma per via delle sue caratteristiche di resistenza, leggerezza e flessibilità, permette al dispositivo di gonfiarsi in tempi velocissimi, con la sicurezza che non subirà danni o lacerazioni. L’airbag viene gonfiato in 30/50 millesimi di secondo a una velocità di circa 3,2 × 105 m/h, creando un cuscino d'aria tra il passeggero e le superfici dure dell'auto.
Il funzionamento è semplicissimo e si basa sui sensori presenti nella vettura. Quando questi rilevano una collisione, inviano subito un segnale elettrico al modulo di controllo del sistema. In questo modo, l’airbag si gonfia in pochi millisecondi, creando un cuscino d'aria tra il passeggero e le superfici dure dell'auto. Gonfiandosi e sgonfiandosi, gli airbag liberano una miscela di gas ad alta temperatura, tra gli altri azoto e biossido di carbonio, nonché una sostanza fortemente basica, l'idrossido di sodio, che ha un'azione spiccatamente irritante. Trattandosi di polveri, l'ustione cutanea si presenta solo quando queste sostanze vengono a contatto con la cute inumidita dai fluidi corporei come il sudore o le lacrime.
In alcuni modelli è previsto un sensore posto nel sedile del passeggero in grado di rilevare la presenza del passeggero e di disattivare in caso di posto vuoto il funzionamento dell'airbag. Pur se il funzionamento è simile per tutti i tipi di airbag, questi sono prodotti in diverse dimensioni e forme, per poter essere montati in differenti parti dell'autoveicolo. Diversamente da un paracadute, l'airbag può essere usato una sola volta e, dopo il primo urto, deve essere sostituito, non potendo essere ripiegato e reinserito nell'apposito vano.
I PROBLEMI E IL FUNZIONAMENTO DEL IMPIANTO AIRBAG COME VALUTARE IL SUO STATO ?
Tipologie di Airbag
Gli airbag si distinguono in base alla loro posizione e si possono catalogare in diverse tipologie, tutte sviluppate per garantire una protezione capillare e in ogni circostanza:
- Airbag frontale: Vi sono due airbag frontali. Uno dedicato al conducente che viene montato sul volante e l’altro dedicato al passeggero che viene posizionato nella parte superiore del cruscotto anteriore. Questi sono i primi airbag sviluppati, inizialmente posizionati solo nel volante per proteggere il conducente.
- Airbag laterali: Sono posizionati sul retro dei sedili anteriori e, in alcune auto, vi sono anche quelli dedicati ai passeggeri dei sedili posteriori. Questi airbag sono progettati per proteggere gli occupanti in caso di impatti laterali e, più recentemente, anche in caso di ribaltamento del veicolo. Si trovano generalmente nei sedili o nelle portiere e si gonfiano per creare una protezione tra il passeggero e la portiera.
- Airbag per le ginocchia: Uno è posto sotto il volante con l'obiettivo di proteggere il conducente mentre l'altro è posto sotto il cruscotto portaoggetti per proteggere il passeggero anteriore. Questi airbag proteggono le gambe del conducente durante uno scontro frontale, riducendo il rischio di lesioni dovute alla proiezione in avanti del corpo.
- Airbag a tendina: Possono essere montati nella parte anteriore o posteriore del tetto, oltre che tra i montanti. Tuttavia, non tutte le auto ne sono provviste. Questo tipo di airbag laterale si estende lungo la parte superiore dell’abitacolo, proteggendo la testa dei passeggeri. Si attiva durante un impatto laterale o un ribaltamento e copre la zona tra la testa e il finestrino.
- Airbag centrale: È una tipologia di airbag che si trova nel bracciolo dei sedili anteriori o nella parte centrale dei sedili posteriori.
- Airbag per pedoni: È un dispositivo di sicurezza pensato per ridurre al minimo le lesioni del pedone in caso si verifichi una collisione con l’auto. Dal 2009, varie case automobilistiche hanno allo studio l'installazione di serie di airbag esterni per proteggere i pedoni da ferite gravi o mortali alla testa e al collo in caso di urto frontale, nell'area dell'auto dove sono più probabili. L'airbag esterno non dovrebbe incidere in modo significativo sul costo finale dei veicoli. Consiste di un sistema di radar e sensori a infrarossi che, rilevata la presenza di un pedone e il rischio di imminente collisione, attiva il computer di bordo per azionare la frenata automatica e far gonfiare in pochi millisecondi un airbag a forma di ferro di cavallo, posto tra il cofano ed il parabrezza. Un'ulteriore funzionalità, in genere inclusa, prevede il sollevamento di diversi centimetri, sempre automatico, del cofano, per allontanare la lamiera dal motore e concederle un po' di spazio per deformarsi, in modo da ridurre i rischi di ferite gravi alla testa e al collo.
Esistono inoltre airbag "dual stage", costituiti da una coppia di airbag ibridi o pirotecnici ma con un solo sacco. La centralina può scegliere di attivare una sola carica pirotecnica e gonfiarlo parzialmente oppure attivarle entrambe ma distanziate temporalmente. Il primo caso si può avere se sul sedile c'è un bambino o un occupante leggero: la loro ridotta quantità di moto non necessita il dispiegamento completo del sacco.
Lesioni da Airbag e Contromisure
Nonostante il loro ruolo cruciale nella sicurezza, l'apertura degli airbag può talvolta causare lesioni, che vengono distinte, a seconda del distretto interessato, in cranio-facciali, toraciche, addomino-pelviche e di altre sedi come gli arti superiori ed inferiori.
- Lesioni cranio-facciali: Le lesioni del volto sono le più frequenti e derivano dall'impatto diretto del viso contro il dispositivo in apertura. Sono stati documentati traumi diretti del setto nasale, dell’orbita, dell'osso frontale e possibili lesioni indirette alla retina e al nervo ottico. Le lesioni oculari sono in stretta connessione con l'utilizzo degli occhiali da vista o da sole. I traumi dell'orecchio (danni cocleari, lacerazioni nervo acustico) derivano dalla detonazione del dispositivo di sicurezza oppure dal contraccolpo della testa sullo stesso.
- Lesioni dermatologiche: Il danno lesivo da airbag a livello dermatologico (cute del volto) si produce tramite un meccanismo diretto (contusione, ematoma) oppure durante lo "sfregamento" della cute contro la superficie esterna del dispositivo di ritenuta (abrasione, bruciatura).
- Lesioni agli arti superiori: Riguardano abrasioni cutanee da sfregamento e traumi diretti di radio, ulna e omero.
Occorre tener presente che se la fase espansiva dell’airbag avviene mentre gli si è molto vicini (orientativamente, dai 20 ai 30 cm), le lesioni possono limitarsi ad abrasioni, ma talvolta possono anche essere serie. Naturalmente, in caso di incidente, tale svantaggio è compensato dai benefici del dispositivo, che comunque deve essere considerato come ausilio e mai come sostituto della cintura di sicurezza. L’esplosione dell’airbag diffonde nell’abitacolo notevoli quantità di “fumo”, che in realtà è il prodotto della combustione dell’esplosivo contenuto nella capsula.
I bambini rischiano più degli adulti, in caso di incidente, di essere proiettati in avanti o fuori dell’abitacolo a causa di altezza e peso ridotti. Inoltre, la scarsa resistenza muscolare e la delicatezza degli organi li espongono maggiormente al rischio di lesioni.
Manutenzione e Durata dell'Airbag
La corretta manutenzione degli airbag macchina è un aspetto da ritenersi assolutamente essenziale nell’ottica di garantire il loro corretto funzionamento proprio quando è necessario. Il consiglio è quello di controllare periodicamente gli airbag, assicurandosi che sensori e moduli siano sempre ben tenuti e funzionanti. Sarebbe, quindi, una buona pratica andare periodicamente da professionisti per fare eseguire tutti i controlli e le prove del caso su veicolo e airbag.
La durata dell'airbag dipende dalla tipologia di auto ovvero se si tratta di un’auto datata oppure di ultima generazione. Nel primo caso, la durata massima si aggira intorno a 8-10 anni mentre in quelle di ultima generazione intorno a 15 anni. In un veicolo datato, l’airbag non sarà più così efficiente e dunque andrebbe sostituito. Quando si avvia il veicolo, sul cruscotto appare una spia rossa a forma di persona con la cintura di sicurezza e un airbag. Questa luce si accende momentaneamente per verificare che il sistema sia attivo.
L'Innovazione dell'Airbag: Dalle Auto allo Sport
L'invenzione dell'airbag è datata 1952 a cura di John W. Hetrick che depositò il brevetto negli Stati Uniti l'anno successivo. L'uso di questa protezione in campo automobilistico si fa risalire alla fine degli anni sessanta con il perfezionamento degli altri componenti necessari al suo funzionamento. L'airbag è un componente essenziale dei moderni sistemi di sicurezza automobilistica. Realizzato con materiali avanzati e progettato per attivarsi in pochi millisecondi, l’airbag offre una protezione cruciale durante le collisioni, riducendo il rischio di lesioni gravi agli occupanti del veicolo.
L'airbag non è più un dispositivo esclusivo delle automobili. Nelle attività sportive (moto ed equitazione) il sistema airbag viene inserito all'interno di gilet e giubbotti tecnici ideati per proteggere il corpo umano in caso di incidente, ed in alcuni casi tale protezione viene ideata assieme all'abbigliamento tecnico in modo integrato, diventando di fatto un tutt'uno. Nel 2013 viene approvata la normativa EN 1621-4 che prevede una serie di test per l’omologazione degli airbag da moto. Tra i vari test: innocuità dei materiali, tempo di gonfiaggio, affidabilità del sistema, ergonomia e comfort, eccetera. Questo dimostra come la tecnologia dell'airbag continui a evolversi e a trovare nuove applicazioni per migliorare la sicurezza in diversi contesti.
Il Contesto più Ampio della Sicurezza Stradale
L'airbag, insieme ad altri sistemi di sicurezza passiva come le cinture di sicurezza, i seggiolini per bambini e i poggiatesta, contribuisce a creare un ambiente veicolare più sicuro. Le cinture di sicurezza, obbligatorie per legge anche sui sedili posteriori, sono uno dei dispositivi più importanti nel campo della sicurezza automobilistica. L’uso di cinture di sicurezza riduce il rischio di lesioni in caso di incidente, poiché trattiene il corpo del conducente e dei passeggeri assicurandolo saldamente al sedile. In un urto frontale anche solo a 50 km/h senza cintura di sicurezza, un corpo impatterebbe contro il volante o il cruscotto con una decelerazione che può arrivare a 100 G: è come se il peso del corpo si moltiplicasse per 100 volte.
I seggiolini per bambini, da assicurare al sedile con gli attacchi omologati, sono un dispositivo che permette di far viaggiare in sicurezza i più piccoli. In Italia, l’utilizzo del seggiolino è obbligatorio per chi trasporta bambini di statura inferiore al metro e mezzo e del peso inferiore a 36kg. Nella sua prima fase denominata “i-Size“, la R129 aveva introdotto l’obbligatorietà del sistema Isofix per i seggiolini auto fino ai 105 cm di altezza del bambino.
Il poggiatesta è di fondamentale importanza per evitare lesioni al collo in caso di tamponamenti o altri urti contro un ostacolo. Regolato adeguatamente, consente infatti di evitare pericolosi traumi alla colonna vertebrale superiore in particolare nella zona del collo. Il poggiatesta va sollevato finché il suo bordo superiore si trova all’altezza del margine superiore della testa.
Anche la carrozzeria a deformazione controllata è progettata in modo da assorbire parte dell’energia dell’impatto, deformandosi in caso di incidente: le lamiere deformabili e flessibili assorbono l’energia dell’urto proteggendo gli occupanti del mezzo. Inoltre, dispositivi di sicurezza passiva possono rientrarvi anche i guardrail lungo le strade, che oltre alla funzione di “contenimento” hanno anche quella di assorbire l’energia cinetica del veicolo attraverso la loro deformabilità.
La sinergia tra questi sistemi, attivi e passivi, è ciò che rende le automobili moderne ambienti sempre più protetti, sebbene l'attenzione alla manutenzione e la consapevolezza del conducente rimangano aspetti cruciali per una guida sicura.