Tesis de Grado - Cálculo de La Huella de Frenado

LICENCIATURA EN CRIMINALSTICA

Tesina de grado

Ttulo a obtener:LICENCIADO EN CRIMINALSTICA

Tema: CLCULO DE LA HUELLA DE FRENADO NOPATENTIZADA DE UNA BICICLETA CON MOTOR (BICIMOTO)EN HORMIGN SECO.

Tesista: Alicia DelPonte

Director: Licenciado Miguel ngel Mendoza

2HOJA DE EVALUACIN

TRIBUNAL:

PRESIDENTE: ______________________________________________________

VOCAL: ______________________________________________________VOCAL: ______________________________________________________

NOTA FINAL: _______________________________________________________________________________________________________________________________

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3RESUMEN

Este trabajo de investigacin consisti en determinar la distancia de la huella defrenado que no queda patentizada en un lugar donde frena una bicicleta con motor.Dado que esta distancia es la base del clculo de la velocidad a la que circula unvehculo, se hizo necesario conocer cunto era este porcentaje.-

Derivado de esta investigacin se estipul el coeficiente de friccin bicimoto-hormign.-

Al comenzar la investigacin se realiz un rastreo bibliogrfico acerca delashuellas de frenado y lo relacionado a ellas, mientras se procedi a la bsqueda delmaterial con el que se realizara la experimentacin.-

En segundo trmino se estudiaron las variables a las cuales seranconfeccionadas las frenadas, determinando as que las mismas seran 20(veinte)frenadas a 20 km/h y 20(veinte) ms a 25km/h sobre una calzada de hormign seco ylimpio. Se filmaron cada una de las pruebas y se midieron las huellas en el lugar delhecho con una cinta mtrica.-

Por ltimo se anotaron los resultados en tablas y se fotografi.-Todo esto se realiz con el fin de llegar a una valedera conclusin que aporte

datos sobre las huellas de frenado a la ciencia Criminalstica.-

4ABSTRACT

This research work was to determine the distance of the brake track is notpatented in a place where a bicycle with engine brakes.-

Since this distance is the basis for calculating the speed at which a vehicle runs,it became necessary to know how was this percentage.-

Derived from this research is the coefficient of friction stipulated bicycle withengine-concrete.-

When beginning the research was conducted tracing bibliography about braketrack and related to them, as they proceeded to search the material that would be carriedout experimentation.

Secondly variables were studied which would be made under braking, thusdetermining that they would be 20 (twenty) braking from 20 km / h and 20 (twenty)more at 25km / h on a dry concrete driveway and clean. They filmed each of the testsand measured the brake tracks in the crime scene with a tape measure.-

Finally, the results in tables noted and photographed. All this was done in order to reach a valid conclusion to provide data in the

brake track of Forensic Science.-

5NDICE

CAPTULO IIntroduccin-------------------------------------------------------------------------------07Formulacin del problema--------------------------------------------------------------08Implicancias del trabajo de investigacin--------------------------------------------09Objetivos de trabajo----------------------------------------------------------------------10Hiptesis de trabajo----------------------------------------------------------------------11

CAPTULO IIAntecedentes------------------------------------------------------------------------------13

CAPTULO IIIMarco Terico- Conceptual-------------------------------------------------------------201. Mecnica--------------------------------------------------------------------------------202. Siniestrologa---------------------------------------------------------------------------253. Fsica------------------------------------------------------------------------------------28

CAPTULO IVMetodologa de la investigacin--------------------------------------------------------331. Tipo de estudio o diseo--------------------------------------------------------------332. Definicin de las variables-----------------------------------------------------------333. Seleccin de elementos---------------------------------------------------------------344. Explicacin de la metodologa-------------------------------------------------------355. Muestra----------------------------------------------------------------------------------38

CAPTULO VAnlisis de los datos y discusin de los resultados-----------------------------------401.Resultados-------------------------------------------------------------------------------402. Anlisis----------------------------------------------------------------------------------423. Clculo del coeficiente de rozamiento bicimoto-hormign----------------------52

CAPTULO VIConclusin---------------------------------------------------------------------------------55

CAPTULO VIIAportes y recomendaciones--------------------------------------------------------------58

CAPTULO VIII

6Bibliografa----------------------------------------------------------------------------------60

CAPTULO I

7INTRODUCCIN

Al reconstruir un siniestro vial , se busca determinar las posibles formas en quepudo haber sobrevenido el mismo, adems de establecer los comportamientos de losprotagonistas, sus posiciones, direcciones, su dinmica en los momentos previos,durante y luego del siniestro, como as tambin sus velocidades.-

Es para esta estimacin de la velocidad, que se realiza un clculo en el que,utilizando una frmula fsico-matemtica,se puede obtener un valor de circulacinaproximado.-

Para ello se deben conocer dos factores importantes:1 La longitud de la huella de frenado: es generada al bloquearse las ruedas ocasionandoun permanente contacto entre el neumtico y la calzada. Esto produce elsobrecalentamiento del caucho que desprende partculas en la va.-

2 El coeficiente de friccin: Es la oposicin al deslizamiento que ofrecenlas superficies de dos cuerpos en contacto. Es particular para cada par de materiales encontacto.-

Una vez determinados estos componentes, se puede proceder a realizar elclculo y estimar la velocidad de circulacin de los vehculos.-

8Dado que respecto a la bicimoto no se tiene informacin de dichos elementos, es que serealiz la presente investigacin.-

FORMULACIN DEL PROBLEMA

A travs de la Ecuacin Fundamental, se logra conocer la velocidad de

circulacin del vehculo participante de un siniestro, pero, este resultado obtenido nosiempre manifiestala realidad de los hechos, debido a que en la determinacin influyendiversos factores que generan incertidumbre y esto se refleja en el resultado final,produciendo una variacin entre la velocidad calculada a travs del mtodo y lavelocidad real de circulacin del vehculo.-

Los siniestros viales en los que participan bicimotos, no son ajenos a estaproblemtica, por ello, se busca investigar dos elementos:

El primero de ellos es el coeficiente con el que acta la dupla bicimoto-hormign, y el segundo es la huella de frenado que no queda patentizada, ya que esteporcentaje que no se patentiza, puede influir en el clculo de la velocidad. Por ello cabepreguntarse: Cul es el porcentaje de la huella de detencin no patentizada generadapor una bicimoto en una superficie de hormign seco, a 20km/h y a 25 Km/h?

9IMPLICANCIAS DEL TRABAJO DE INVESTIGACIN

Con la presente investigacin se pretende establecer cientficamente, si ladeterminacin de la velocidad pre-impacto de un vehculo est influida por el porcentajede huella que no se patentiza , siendo el largo de la huella el punto de partida para lavaloracin de la velocidad que animaba al rodado.-

Esta labor aporta a los investigadores en siniestros viales informacin de mayorexactitud con respecto a la bicimoto, a considerar al momento de realizar el anlisis deun hecho vial utilizando el modelo fsico del Clculo de la velocidad de rodamientoa travs de la huella de frenado.-

Por otro lado, arroja resultados hasta ahora desconocidos sobre el coeficiente derozamiento de la bicimoto para este tipo de calzada.-

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OBJETIVOS DE TRABAJO

General:

Determinar el porcentaje de la huellaqueno se patentiza, que corresponde a lafrenada de una bicimoto en calzada de hormign seco

Especficos:

Determinar las longitudes de las huellas de frenado totales (sumatoria de lahuellas de frenado patentizadas ms las no patentizadas).-

Establecer el coeficiente de rozamiento existente entre bicimoto-hormign,para cada velocidad, mediante el anlisis de los resultados de una prueba dinmica defrenado.-

Teniendo como preguntas de investigacin las siguientes:Existe diferencia entre el largo de la huella que se patentiza y la distancia total dedetencin?-Influye el incremento de la velocidad en esta diferencia?-

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HIPTESIS DE TRABAJO

Si se hace frenar un vehculo de tipo bicimoto, que circula a una velocidadpreestablecida, en una carpeta de hormign limpia y seca, se podr determinar que ellargo de la huella de frenado que queda sin patentizar corresponde al 10 % de ladistancia total de detencin del vehculo.-

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CAPTULO II

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ANTECEDENTES

Al comenzar a estudiar el tema que ocupa a esta investigacin, revisandobibliografa disponible principalmente en fuentes bibliogrficas de la provincia deMendoza, y realizando consultas a profesionales en distintas provincias del pas, no selogr encontrar mayor informacin referida especficamente al tipo de vehculo usado.-

Los hallazgos que se encontraron fueron investigaciones sobre distintas ramasde la Siniestrologa Vial, de las que se tom en cuenta aportes ayudaron a facilitar laexperimentacin realizada en la investigacin presente.-.

*El Ingeniero Joseph Stannard Baker1 realiz estudios en los que determin,mediante las distancias de frenado, valores aproximados de coeficientes de friccin,para distintos tipos de superficies de rodamiento y vehculos.-

Si bien no se encuentran valores para bicimotos, se consider como referente delos parmetros del coeficiente de rozamiento.-

1Stannard Baker, J.(1975).Traffic Accident Investigation Manual

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Coeficientes de friccin, de acuerdo a la superficie de rodamiento y el tipo de vehculo

Descripcin de la superficie del piso Rueda deautomvil Rueda de camin

Concreto seco 0,85 0,65Asfalto seco 0,8 0,6Concreto hmedo 0,70 - 0,80 0,5Asfalto hmedo 0,45 - 0,80 0,3Nieve afirmada 0,15 0,15

Hielo 0,05 0,11 (seco)0,07 (hmedo)Tierra seca 0,65 ---Lodo 0,40 - 0,50 ---Gravilla o arena 0,55 ---Concreto liso hmedo,aceitoso --- 0,25Nieve fuertemente afirmada y con cadenas --- 0,6Hielo seco y con cadenas --- 0,25

Fuente: Baker, J.S. Traffic Accident Investigation Manual. Northwestern University,Evaston I.U. 1975.

*La Licenciada Lucia Martnez2, se enfrent con la necesidad de establecer unsistema mediante el cual se pueda dejar marcada de forma perceptible fcilmente lalongitud de la distancia de frenado que imprime un vehculo. Para ello se conect elextremo de un cable al bulbo de la luz de stop y el extremo restante a una bombaelctrica ubicada en el recipiente que almacena y enva agua al parabrisas. Luego secoloc el extremo de una manguera en el interior del recipiente y el extremo restante sesujet al sector interno del guardabarro delantero derecho, en su sector inferior paraevitar errores debidos a la altura.-

Este mtodofue tenido en cuenta al momento de realizar las prcticas en eltrabajo que nos involucr, pero finalmente se opt por otro de ms prctica aplicacin.-

2Martnez L. (2010). Influencia del desgaste del neumtico en el clculo de la velocidad

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*Vctor Irureta3 (2003) aconseja calibrar el velocmetro del rodado y utilizardispositivos que disparen pintura hacia abajo en el momento de accionarse el freno, deforma de marcar exactamente el inicio de la frenada.-

A su vez, presenta una tabla de coeficientes de friccin para motocicletas, endonde demuestra que el valor del coeficiente de frenado para ser utilizado en clculosde detencin de motos es variable con el tamao, as tambin como si frena solo con larueda trasera o con ambas ruedas.-

Estas tablas, reflejan resultados conseguidos en ensayos con vehculos desimilares caractersticas a las bicimotos, por los que se consideraron al momento deobtener los resultados de coeficientes de rozamiento. Por otra parte, el sistemarecomendado fue reemplazado por un sistema de videofilmacin digital que seencontraba a mayor alcance y ofreca resultados pertinentes.-

Coeficiente de frenado de motocicletasCoeficientePeso (Kg)

Rueda trasera Ambas ruedas100 0,31 a 0,40 0,53 a 0,67150 0,36 a 0,43 0,62 a 0,76200 0,31 a 0,42 0,72 a 0,87350 0,36 a 0,51 0,63 a 0,88

Fuente: Irureta, Victor; Accidentologa Vial y Pericia. Ediciones La Rocca, Buenos Aires, 2003

*Enciso y Custidiano4, realizaron un estudio para conocer cmo influye eldiseo de la superficie de los neumticos en la desaceleracin de las motocicletas, entreellas, la SUZIKI AX100 de 100 cm3 de cilindrada. En sus pruebas de frenadoobtuvieron que este rodado, a una velocidad de 19.8 Km/h, lo que es equivalente a 5.5m/s, ocup un espacio de 4.08 m y a 24.98 Km/h (6.94m/s) ocup 5.92 m. Estosestudios se realizaron a una temperatura de 32 sobre hormign armado nuevo, y no sehace mencin a otro tipo de vehculos. Sin embargo, explica que:

3Irureta, V. (2003). Accidentologa Vial y Pericia.4Enciso, G., Custidiano, E. (). El Frenado y la Deceleracinen Motocicletas

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La detencin de las motocicletas que experimentan el fenmenodel derrape, generan una prdida de su energa en funcin directa deltrabajo de friccin generado en el rea de contacto entre los neumticosde la unidad y la superficie. La friccin as originada puede serconsiderada, en principio, producida por una fuerza de roce de valorconstante que generar una desaceleracin tambin constante. Sinembargo existen varias razones para creer que en esta prdida de energa,el valor de la fuerza de rozamiento y su consecuente desaceleracin no esun valor que se mantenga constante durante la detencin de estosvehculos, evidenciando una variabilidad en la deceleracin demotocicletas. Algunas de las causas son estimadas por Sodi-Sotelo, en sulibro Investigacin sobre accidentes de trnsito, pag. 70 ... las

diversas causas por las cuales, el coeficiente de rozamiento nopermanece constante, y entre la ms importante, el descenso en el valordel coeficiente de roce, es debido al hecho que se verifica ms trabajo enla detencin... y las llantas son arrastradas a lo largo de la superficie amayor distancia y el calor desarrollado cambia las propiedades el hule(caucho), que disminuye as su traccin.. De la misma manera otras

experiencias realizadas en EE.UU., afirman acerca de la no uniformidaddel valor de la fuerza de rozamiento en el frenado de vehculos. As loindica Jos Luis Escario, de su libro Caminos tomo 1, pagina 39: La

frmula (utilizada para calcular la velocidad inicial en funcin altrabajo de roce) no es totalmente exacta, porque supone que elcoeficiente de rozamiento de los frenos durante todo el tiempo defrenado es uniforme, lo que no es cierto segn las experienciasrealizadas por Massachusetts Intitute of Techology.

Este estudio es importante ya que se realiz a similares velocidades de lasempleadas en esta tesina, y ofrece resultados de las distancias obtenidas.-

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*Cleva 5, analiz la cinemtica del frenado de una motocicleta a partir de unvideo digitalizado y la comparo con resultados obtenidos por huellas de frenado yconcluy que si bien el carcter de la deceleracin que presenta el fenmeno esconstante para cada prueba, no lo es para distintas velocidades. El uso de la huella defrenado como indicador de la velocidad inicial puede conducir a errores que nocoinciden a los del fenmeno sobre todo a bajas velocidades. Se hace necesario,entonces, un anlisis sobre un mayor nmero de vehculos bajo distintas condiciones amodo de tener una clara idea de las caractersticas del fenmeno.-

De Cleva, se tom esta tcnica de anlisis de la huella de frenado en base a lavideo filmacin digital.-

*Juan Luis de Miguel, en la revista Centro Zaragoza6 public un artculo quedescriba un estudio realizado en Zaragoza:

Con objeto de analizar el proceso real de frenado de un vehculo ycaracterizar experimentalmente los parmetros que deben adoptarse paralos clculos de velocidades, se han llevado a cabo diferentes ensayos defrenado, controlando los parmetros fundamentales que intervienen,sirviendo tambin para validar experimentalmente los modelos defrenada desarrollados analticamente en el apartado anterior. Los dosequipos de medida empleados durante las pruebas han sido un equipoacelermetro y un mecanismo de pistola de tiza o chalk-gun. El

acelermetro empleado durante los ensayos es el modelo VC-2000, de lafirma Vericom. Se trata de un equipo electrnico que proporciona, unavez instalado convenientemente en el interior del vehculo, la medicinde la aceleracin o deceleracin instantnea del mismo durante sumovimiento con velocidad variable (aceleracin o frenado). Lasvariables directas e indirectas que nos proporciona el equipo tras la

5Cleva, M. (2000).Frenado de una motocicleta: anlisis cinemtico a partir de una tcnicavideogrfica digital y su comparacin con el anlisis por huellas de frenado.6Miguel, J. L. (2000).Investigacin sobre las fases de una frenada de emergencia. Revista CentroZaragoza. N3, Enero/Marzo.

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realizacin de las pruebas son: velocidad real al inicio de la frenada,distancia total de detencin, tiempo total de duracin de la frenada, valormedio de la deceleracin y valor mximo de la deceleracin alcanzadodurante la frenada. Tras la realizacin de la medicin de la frenada elVC-2000 permite el volcado de los datos en un PC mediante la interfaseadecuada y su posterior anlisis con una hoja de clculo.

El dispositivo de Chalk Gun es un mecanismo detonador, quepreviamente colocado en el lateral del vehculo, dispara una bala de tizasobre la calzada en el preciso momento en que se acciona el pedal defreno. De esta forma, tras la realizacin de una prueba de frenada, semide la distancia que separa la mancha de tiza sobre la superficie hasta labocacha de la pistola donde haya quedado detenido finalmente elvehculo, obtenindose as la distancia total de detencin empleada por elvehculo. La distancia medida incluir tres espacios: 1a fase: espacio S1recorrido por el vehculo durante el tiempo de respuesta del equipo defrenos. 2a fase: espacio x recorrido con las ruedas bloqueadas, pero sindejar huellas de frenada. - 3a fase: espacio d recorrido con las ruedasbloqueadas y dejando huellas de frenada.

Del anlisis realizado se desprende que no se observa grandependencia del valor del coeficiente de rozamiento con relacin a lavelocidad inicial del vehculo. nicamente se ha puesto de manifiestouna ligera disminucin del coeficiente conforme aumenta la velocidad.Tampoco se aprecia en los resultados de los ensayos realizados condiferentes vehculos sobre una misma superficie, una dependencia claradel coeficiente de rozamiento medio respecto al vehculo o a losneumticos que portaba.

No obstante, cuando el perito reconstructor estime que lavelocidad del vehculo durante el accidente fue sensiblemente superior ala registrada por el acelermetro durante la prueba de frenado, seraaconsejable disminuir en 0,1 el valor del coeficiente de rozamientomedio indicado por el acelermetro con objeto de tener la certeza de nosobrestimar el clculo de la velocidad por este motivo.

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Es de inters resaltar que en el anlisis de esta prueba se concluy que existe unaligera disminucin del coeficiente de rozamiento a medida que aumenta la velocidadde la experiencia.-

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CAPTULO III

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MARCO TERICO - CONCEPTUAL

1. Mecnica:

El vehculo estudiado es el denominado bicimoto7 aquel vehculo de dosruedas a traccin humana de quien lo utiliza y que se encuentra equipado con un motorde hasta 49cc de cilindrada inclusive( Lemos & Molina, 2011). Este motor puede serde tipo elctrico o mecnico, pero en este caso es de tipo mecnico y se propulsa poruna mezcla de nafta y aceite que se deposita en un tanque pequeo situado en el cuadrode la bicimoto.-

Posee ruedas compuestas de un neumtico (cubierta) de caucho, en cuyo interiorva una cmara de aire, tambin de caucho; una llanta (aro generalmente metlico sobreel que se monta el neumtico), un buje central y los radios que conectan ambos (36radios).-

Los neumticos, segn explica el Ing. Castro8, son los elementos del vehculoque toman contacto con la va y es, por lo tanto, el rgano vital ms influyente en la

gnesis del siniestro.-

7Lemos, J. ; Molina, M.C. (2011). Proyecto de ordenanza.8Castro. (2008). Materiales y compuestos para la industria del neumtico

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Consisten en una cubierta, principalmente de caucho, que contiene aire, el cualsoporta al vehculo y su carga.-

En la actualidad, la mayora de los neumticos de vehculos de pasajeros, comolos de camin, son radiales, por lo que estn compuestos de una banda de rodamientoelstica, una cintura prcticamente inextensible y una estructura de aros radialmenteorientada, sobre una membrana inflada y sobre unos aros tambin inextensibles quesirven de enganche a otro elemento rgido, que es la llanta. Tambin existen otro tipo deneumticos llamados diagonales, utilizados principalmente en camiones.-

La banda de rodamiento es la encargada de asegurar la adherencia del vehculo ala carretera, independientemente del estado del suelo, adems de permitir la transmisinde los esfuerzos de traccin y frenado. Su compuesto de caucho debe resistir la abrasiny el desgaste. Dicha banda de rodamiento presenta un dibujo o escultura.-

El principal componente del neumtico es el caucho. En la fabricacin de unneumtico se utilizan cauchos naturales y sintticos, cuya combinacin se realiza demodo que los primeros proporcionen elasticidad y los segundos estabilidad trmica.-

Segn explica Ingeniero Industrial Jos Luis Carrin Nin9:El compuesto del caucho es una mezcla que incluye muchos

insumos. Se utilizan tanto cauchos sintticos como naturales. Con el finde lograr ciertas caractersticas (soportar pesadas cargas, tener lasuficiente flexibilidad para resistir deformaciones, resistir la accin degrasas, aceites, oxgeno y luz solar, aportar seguridad al ser utilizada yrendir un buen kilometraje), muchos ingredientes deben ser mezcladoscon el caucho para modificarlo y hacer de l un producto til.-

Entre los ingredientes ms usados en los compuestos de caucho,tenemos:

Negro de humo: Aade consistencia y dureza. Resistencia a la abrasin.

Azufre: Sirve para vulcanizar o "curar" el jebe y convertirlo en unproducto til. Cementos y pinturas: Para la construccin y el acabado.

9Carrin Nin, J. L. (1999). Proceso de fabricacin de las llantas de caucho.

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Fibras de Rayn y Acero: Para fortalecer la llanta. Caucho sinttico natural: Materiales principales en la fabricacin. Antioxidantes y antiozonantes: Para resistir los efectos dainos de la luzsolar y del ozono, para hacer que la llanta tenga mayor durabilidad. Aceites y grasas: Para hacer ms maleable la mezcla y para ayudar en elmezclado de todos los ingredientes. xido de zinc: es un acelerador de vulcanizacin

Estos insumos son mezclados segn una frmula o recetacientfica, despus de haber pasado por muchas y diversas pruebas delaboratorio. Se corta el caucho en cubos, se aaden los otros ingredientesy toda esta carga se deja caer en la recmara, la cual tiene en su interiordos rodillos en forma de espiral que sirven para mezclar todos losingredientes. Cuando toda esta "pesada" ha sido mezclada (alrededor de200 Kl.) se le deja caer a un molino. En este molino se termina demezclar dicha pesada, que luego es pasada a otro molino. De este ltimomolino, el laminador automtico extrae en forma continua el compuestoya bien mezclado y homogenizado que, despus de ser lubricado yenfriado, es almacenado para ser transportado a las mquinas en lascuales ser utilizado. Al llegar a este punto de la operacin, se sacanmuestras de cada pesada para ser examinadas en el laboratorio de lafbrica.

Se lamina en hojas finas, y entre los rodillos se introducentambin tejidos de algodn, con el objeto de que el producto sea unalmina fina adherida al tejido.

El tejido cauchado se corta en tiras. De esta manera las cuerdasestarn formando un ngulo y tendrn mayor resistencia. Se da forma alas tiras sobre un ncleo de hierro para obtener el armazn del neumtico.Alrededor del armazn se da forma a la superficie de rodadura, que esuna tira de caucho masticado y compuesto finalmente se aplica al borde.El borde es una tira de caucho muy duro que lleva hilos de alambre yforma el borde del neumtico que ha de estar en contacto con la pestaade la rueda. El neumtico montado se coloca en un molde en el que se ha

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tallado el patrn de la rodadura. El calor se ha suministrado por vapor yla presin hace que el azufre vulcanice el caucho.-

Propiedades fsicas y qumicas del caucho10:

El caucho bruto en estado natural es un hidrocarburo blanco oincoloro. A la temperatura del aire lquido, alrededor de -195 C, elcaucho puro es un slido duro y transparente. De 0 a10 C es frgil yopaco, y por encima de 20 C se vuelve blando, flexible y translcido. Alamasarlo mecnicamente, o al calentarlo por encima de 50 C, el cauchoadquiere una textura de plstico pegajoso. A temperaturas de 200 C osuperiores se descompone.-

Las propiedades fsicas del caucho bruto varan con latemperatura. A bajas temperaturas se vuelve rgido, y cuando se congelaen estado de extensin adquiere estructura fibrosa. Calentando a ms de100 C., se ablanda y sufre alteraciones permanentes.-

La densidad del caucho a 0 C. es de 0.950, y a 20 C. es de 0.934.El caucho bruto deshelado despus de la masticacin por cilindros frosno vara de densidad. Cuando el caucho bruto ha sido estirado ydeformado durante algn tiempo, no vuelve completamente a su estadooriginal. Si entonces se calienta, la recuperacin es mayor que a la

temperatura ordinaria. Este fenmeno se denomina deformacin residualo estiramiento permanente y es propio del caucho.-

El rodado, adems se ve provisto de un sistema de frenos de tipoCantilever , que se basa en la absorcin de energa cintica porrozamiento y la transformacin de la misma en calor. Su accionamientodebe tender a detener el vehculo en el menor tiempo y distanciaposibles. Bsicamente consiste en uncable que transmite la energa que seaplica al accionar la manilla de freno, a un sistema que aprieta el aro dela bicicleta por ambos lados mediante patines o pastillas, provocando queel roce frene la rueda.

10Castro, G. (2008).Materiales y compuestos para la industria del neumtico

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Sistemas de freno: Existen distintos sistemas de frenado, que se diferencianentre s en el modo de producir la detencin del vehculo. Podemos encontrar:*Frenos mecnicos: Consiste en el comando mecnico de los elementos de roce paralograr el frenado. Este comando puede ser de dos tipos: Comando mecnico por mediode piolas, en el que se consigue hacer actuar los elementos de roce, trasmitiendo lafuerza de aplicacin a travs de piolas de acero y el comando mecnico por medio devarillas metlicas en el que se hace actuar los elementos de roce, trasmitiendo la fuerzade aplicacin a travs de varillas de acero. Este sistema es apropiado para vehculos demenor peso.-

*Frenos Hidrulicos: Aquellos que transmiten por medios hidrulicos el esfuerzo defrenado aplicado al pedal de freno. Su funcionamiento es el siguiente: La fuerzaejercida, por el conductor, sobre el pedal del freno es ampliada por un mecanismollamado servofreno; que acta sobre una bomba principal presionando el lquidohidrulico contenido en un depsito y a travs de unas conducciones, metlicas yflexibles, llega hasta las ruedas, donde un bombn oprime, enrgicamente, las pastillassobre el disco y las zapatas contra el tambor, reduciendo la velocidad del automvilhasta su detencin. Actualmente, los vehculos, llevan instalados un doble circuito,normalmente, en diagonal, como medida de seguridad, para evitar en caso de avera queel automvil se quede sin freno. As un circuito frena las ruedas delantera derecha ytrasera izquierda y el otro la delantera izquierda y la trasera derecha. Este sistema defreno es el que se suele utilizar en automviles.-*Frenos Neumticos: Sistema de frenos que para trasmitir la fuerza de frenado aplicadaal pedal de freno, ocupa aire comprimido a una presin cierta, la que acta sobre loselementos de frenado. Funcionamiento: Un comprensor, ubicado en el compartimientodel motor y accionado por ste por medio de una correa, coge el aire de la atmsfera ylo almacena en un depsito general distribuyndolo, comprimido, a travs de unavlvula de cuatro vas a otros depsitos auxiliares siendo utilizados por: los frenosdelanteros, traseros, de estacionamiento, del remolque, rganos de la direccin,embrague, suspensin neumtica y caja de velocidades. El conductor, al pisar el pedaldel freno acciona una vlvula que lanza el aire comprimido por un doble circuito a lasruedas delanteras y traseras; donde un cilindro o pulmn, que consta de un resorte y una

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varilla empujadora, al recibir el aire a presin, en el interior de la cmara, lanza haciadelante la varilla empujadora que acciona la palanca del freno abriendo las zapatas,frenando el vehculo al rozar sus forros contra el tambor de la rueda. Un manmetro,instalado en el panel de instrumentos, informa por medio de una aguja al conductor dela presin de aire en los depsitos; tambin va provisto de un indicador luminoso ycuando la presin desciendo de los valores mnimos se conecta una seal acstica. Seutiliza en camiones y vehculos de gran porte.-

2. Siniestrologa:

Frenado: El frenado consiste en la disminucin de la velocidad o la detencin de lamarcha de un vehculo que se halla en movimiento o para mantenerlo inmvil cuando seencuentra detenido. Se realiza por medio de un pedal, que es accionado a voluntad porel conductor haciendo actuar de esta manera la fuerza de frenado.-

Durante el proceso de frenado de un vehculo, el mismo sufre una transferenciadinmica de los pesos hacia la parte anterior; es por ello que el esfuerzo del conductorsobre el pedal, ampliado por el sistema de frenos no se transmite de igual modo al ejedelantero que al trasero, siendo los delanteros siempre de mayor dimensin a lostraseros.-

Durante la frenada se produce una gran transformacin energtica con grandesprendimiento de calor, el cual debe ser evacuado rpidamente para evitar elfenmeno de fadding o sobrecalentamiento de los elementos mecnicos que componenel sistema, pudiendo los discos deformarse, las pastillas cristalizarse y el lquido defreno perder su propiedad (la incomprensibilidad), formndose burbujas dentro de losconductos.-

La eficacia de la frenada depende adems de las superficies de contacto donde seconcentrar la friccin, siendo fundamentales la medida del disco y pastillas y ladistancia entre la rueda y el disco de freno, ya que cuando mayor sea esta distancia, es

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ms fcil que se produzcan desequilibrios en la direccin durante el proceso defrenado.-Huella de frenado o huella patentizada: Irureta, (2003)11 explica que:

la huella de frenado se produce por el bloqueo de las ruedas,generando que los neumticos realicen contacto permanentemente en lamisma zona de la banda de rodadura, formando virtualmente que laenerga cintica que durante el frenado se transforma en trabajo, seconvierta en calor en las zonas de contacto del neumtico y la superficiede la va.-

Este calor localizado provoca un incremento sensible de latemperatura en la zona, llegndose a ablandar el compuesto de cauchodel neumtico, y ante la abrasin a que est sometido se desprendenpartculas del mismo, depositndose sobre el pavimento. Tal depsitocontina mientras la energa transferida sea suficiente para producir elfenmeno antes descrito, marcndose as las llamadas huellas de frenado.

En la prctica, la huella de frenado se inicia muy poco antes delbloqueo total de las ruedas (menos de una dcima de segundo), por loque se comete un error trascendente al considerar que ocurrensimultneamente.-

Otra cuestin que suele provocar indeterminacin es la longitudreal de la huella de frenado visible, ya que suele ser muy difcildiscriminar cual es la huella que corresponde solo a neumticosdelanteros y cual a la superposicin de delanteros y traseros. Esto hasido salvado por los estudios de Brown y Guenther, que determinaronque no se incurre en un error significativo si se considera la longitud totalde la huella de frenado ntidamente visible, es decir sin discriminarhuellas simples o superpuestas.-

Huella no patentizada: Las huellas de frenado comienzan gradualmente, siendo suinicio real de muy difcil determinacin, de modo que antes de comenzar las huellas

11Irureta, V. (2003).Accidentologa Vial y Pericia.

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ntidas siempre existe una huella difusa (shadow marks) o huella no patentizada, cuyoprincipio es incierto y que se va acentuando en nitidez hasta convertirse sin solucin decontinuidad en huella claramente visible.-

La longitud de esta huella difusa depende de la potencia con que se hayanaplicado los frenos y puede ser de longitud significativa.-

Los estudios de Reed y Keskin han determinado que desde que se empieza aaccionar el freno hasta que los neumticos dejan huellas de frenado claramente visibles,se disipa entre el 15 % y el 30 % de la energa cintica inicial en automviles, teniendoen cuenta lo cual, la indeterminacin sobre el inicio real de la frenada queda salvada.-

Distancia total de detencin: sumatoria de la distancia de huella patentizada y ladistancia no patentizada.-

Hormign:Tipo de calzada fabricada con una mezcla de piedra (grava), arena ycemento que se caracteriza por ser rgida, menos rugosa y ms adherente que otro tipode calzada.-

Prueba o ensayo dinmico de frenado: Es un estudio que se realiza para investigar elcoeficiente de rozamiento que le imprime un tipo de calzada especfica (hormign,asfalto, tierra), en determinadas condiciones (seco, mojado) a determinado tipo derodado, en este caso es el coeficiente bicimoto-hormign seco. Irureta12(2003),recomienda, en cada caso hacer ensayos de frenado en el mismo sitio del accidente,bajo condiciones atmosfricas anlogas y con el mismo rodado, circulando avelocidades predeterminadas, para luego medir la distancia de parada. Debenrealizarse varios ensayos y adoptarse el medio.(pg.90)

Contina: En ningn caso medir solo las huellas de frenado ya que las mismasaparecen visibles muy poco antes del bloqueo , el que en auto acaece alrededor de 0.5 sluego del comienzo de aplicacin de los frenos, lo que representa una disipacin deentre 15 % y 30 % de la inicial.-

12Irureta, V. (2003).Accidentologa Vial y Pericia.

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De todos modos, realizando los clculos adecuados se puede verificar que alcometer un error en la adopcin del coeficiente de rozamiento, se provoca un error enla determinacin de la velocidad , cuyo valor es la mitad del error porcentual inicial.Es decir, si tomamos con un error del 10 % respecto del real, la velocidad queobtendremos ser diferente de la real en solo un 5 %.-

El Frenado de tipo Panic Stop, es aquel que se realiza al apretar los frenos hastasu mxima potencia, es decir clavndolos. Este tipo de frenada reduce la eficiencia

del frenado y disminuye las fuerzas de guas laterales.-

3. Fsica:

Coeficiente de rozamiento o friccin: El rozamiento puede definirse como lafuerza (Fe) que se opone al movimiento entre dos superficies o entre dos objetos encontacto, esta fuerza es siempre paralela a las superficies en contacto.-

Estando en reposo el cuerpo, las irregularidades de la superficie se encastran conlas irregularidades de la superficie en que se apoya. Luego de iniciado el movimiento, lafuerza (F) necesaria para mantenerlo con velocidad uniforme es menor que la Fe.-F, es llamada resistencia por rozamiento dinmico o friccin. Es menor que Fe(rozamiento por adherencia) por cuanto una vez iniciado el movimiento relativo, lasirregularidades de ambas superficies tienen peor encastre.-

Fsicamente, el coeficiente de rozamiento (denotado por la letra ) se define

como la relacin entre la fuerza que se opone al movimiento, F, y la fuerza normal

perpendicular, N, que acta entre dos superficies. En otras palabras , se puede expresar

como:

= F / N

El coeficiente de rozamiento se determina siempre de modo experimental,midiendo la Fuerza F necesaria para mover un objeto de peso desconocido sobre unasuperficie horizontal. -

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Cuando un vehculo se encuentra en movimiento, se somete a diversas fuerzas,las cuales tienen su influencia en la direccin del desplazamiento, entre las que seencuentran:

a. Las fuerzas de masa (fuerza de gravedad, inercia y centrifuga), fuerzas estas queactan en el sentido de la direccin de movimiento del vehculo.b. Las fuerzas naturales, perturbadoras y extraas (fuerzas del viento).

Adems existen fuerzas de la superficie de rodamiento (calzada, terreno), queactan sobre la superficie de apoyo de las ruedas, en accin simultnea entre la rueda yel piso por medio de la cual es trasmitida a los rodamientos. Las fuerzas que actansobre el vehculo se llaman fuerzas resultantes. En la superficie de contacto de unarueda cargada con un peso (P = kg), existe una fuerza de friccin (R) igual a:

R = .P

Donde:R = Fuerza de friccin = coeficiente de friccin

P = peso ( en kilogramos )La influencia del coeficiente de friccin es decisiva. La cual depende de la

superficie de rodamiento, de los neumticos, del espacio entre ruedas, y de la velocidad.Los diferentes tipos de coeficiente de rozamiento f = , entre las llantas del vehculo y

el piso, depende del estado y clase de la va o (seca o hmeda) y de otros tipos deterrenos.-

Propiedades:

La fuerza de rozamiento se opone al movimiento de un bloque que desliza sobre unplano.

La fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza normal (Peso) que ejerce el plano

sobre el bloque. La fuerza de rozamiento no depende del rea aparente de contacto.

La fuerza de rozamiento no vara con la velocidad de desplazamiento, una vez que el

bloque se puso en movimiento (El valor de es prcticamente independiente del valor

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de la velocidad para velocidades relativamente pequeas entre las superficies, y decrecelentamente cuando el valor de la velocidad aumenta).-

La Ecuacin fundamental, parte del Principio General de Conservacin de laEnerga: la prdida de energa cintica del vehculo se debe al trabajo realizado por la

fuerza de rozamiento a lo largo de la distancia de frenado, a un vehculo que circulainicialmente a una velocidad v y se detiene tras dejar d metros de huella de frenadosobre una va horizontal, se obtiene la ecuacin fundamental del clculo de velocidad:

- Ec = Wr

- (Ecf - Eci) = Fr . d- (0 - 1/2 . m . v2) = . P . d

1/2. m . v2 = . m . g . d1/2. v2 = . g . d

v =

Ec: Energa Cintica

Wr: Trabajo de rozamiento Fr: Fuerza de rozamientoP: Fuerza normal al plano (sobre un plano horizontal N = Peso del cuerpo)d: distancia de frenado m: masa

v: velocidad: coeficiente de rozamiento

Despejando, el coeficiente de friccin queda de la siguiente manera:= v2 /2.g.d

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CAPTULO IV

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METODOLOGA DE INVESTIGACIN

1. TIPO DE ESTUDIO O DISEO

Esta tesina se realiz con un mtodo cuantitativo y un diseo experimental derecopilacin de datos, que es aquel en que se manipulan deliberadamente una o msvariables independientes (supuestas causas) para analizar las consecuencias de esamanipulacin sobre una o ms variables dependientes (supuestos efectos) dentro de unasituacin de control.-

La investigacin tiene un alcance descriptivo cuantitativo, ya que tiene porobjeto esencial examinar un tema o problema poco estudiado o instruido. Para laciencia Criminalstica este tema es muy escaso ya que el estudiado es un tipo devehculo cuya comercializacin y uso ha crecido considerablemente en los ltimos aosen la provincia de Mendoza, por lo tanto, se carece de experimentaciones que permitansuponer el desempeo de ellos en una situacin dinmica ideal o real.-

2. DEFINICIN DE LAS VARIABLES

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Distancia total de detencin: sumatoria de la distancia de huella patentizada yla distancia no patentizada. Operacionalmente: longitud desde la referencia R, hasta elpin trasero del vehculo en su posicin final.-

Huella de frenado o huella patentizada: abarca desde el primer depsito decaucho visible en la calzada hasta su posterior aumento de cantidad y finalmente elltimo rastro apreciable.-

Huella no patentizada: la huella difusa (shadow marks) con poca nitidez.Operacionalmente: la diferencia entre la distancia de la huella patentizada y la distanciatotal de detencin.-

Coeficiente de rozamiento (): es el valor que nos indica el grado en que dossuperficies rozan entre s. Operacionalmente: es el valor calculado a travs de laaplicacin de la Ecuacin Fundamental, utilizando las distancias de detencin obtenidasa travs de ensayos de frenado y la velocidad real de circulacin (20 km/h y 25Km/h).-

3. SELECCIN DE ELEMENTOS

Vehculo: Bicimoto marca BiciMotors, rodado 26 , modelo 2012. Excelenteestado de conservacin. Se le coloc un dispositivo de bulbo de stop, cuya funcin es lade encender una luz roja trasera en el momento en el que se accione el freno. Dispositivo controlador de velocidad: Global Positioning Sistem (GPS)marca Garmin, modelo Nuvi 205.

Regla: Se confeccion una regla de cartn de tres metros de largo y 70 cm dealto que posea una pestaa en cada extremo con el objetivo de pararla sobre la calzadade modo que la graduacin impresa en la superficie fuera perpendicular a la calzada.-

Cmara filmadora y fotogrfica: Olympus SP 565.- Calzada: El lugar del ensayo fue una playa de estacionamiento vaca que poseacarpeta de hormign en buen estado de conservacin y limpieza.-

Conductor: El conductor fue instruido para la realizacin de estos ensayos. Supeso es de aproximadamente 53 kilos.-

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4. EXPLICACIN DE LA METODOLOGA

Lo primero a realizar para la investigacin fue confrontar la velocidad indicadaen el GPS, con la dada por un velocmetro ubicado en vehculo automotor VW Gol.Para ello se realiz lo siguiente: Se circul con el vehculo antes mencionado a distintasvelocidades, entre 10 Km/h y 90 Km/h y se constataba peridicamente a medida quese variaba la velocidad, que hubiera coincidencia entre las velocidades indicadas.-

Se determin que el GPS estaba calibrado respecto del vehculo.-

Grfica n1:Comparacin de velocidades GPS Velocmetro

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En el lugar del ensayo se coloc la regla en sentido paralelo a la calzada dondese iban a realizar las frenadas.-

Se situ una cmara filmadora Olympus sobre un trpode de pie a 1 metro dealtura y se lo posicion a dos metros de la regla, perpendicular al cero de la graduacin.De esta manera, captaba a la misma en una panormica total de frente que permitafilmar una toma de toda la frenada, desde su comienzo hasta su final.-

Una vez ubicadoel medio de captura, se estableci la superficie de circulacinentre la cmara fotogrfica y la regla (paralela a ella) y se coloc en la misma unareferencia (llamada R en adelante) que indicaba al conductor en donde iniciar elfrenado y que a su vez corresponda con el comienzo de la graduacin de la regla.-

Grfica n 2: Demostracin sentido de circulacin y referencia.

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Se hizo circular la bicimoto por la superficie de circulacin con el bulbo de stopvirado de frente hacia la cmara filmadora. Al alcanzar la velocidad de 20 km/h yllegado al punto R, se realiz una frenada panic stop, es decir, con ambos frenos a la

vez y sin soltarlos.-

Una vez decelerado totalmente el vehculo, se conserv la posicin final delmismo y se procedi a medir y anotar los resultados. Se midi la longitud de lahuellapatentizada y la distancia total de la detencin. -

Dado que la huella no patentizada es la diferencia entre la distancia total dedetencin y la huella patentizada, se obtiene, de esta sencilla resta el valor de lamisma.-

Cabe destacar que una precaucin que se tom entre una prueba y otra era elcontrol de la temperatura de la cubierta y pastillas de freno. Antes de comenzar a frenar,se midi con un termmetro digital la temperatura de los neumticos, que rondaba los25C y luego de ello, aumentaba a 34C, por ello se estableci un lapso de descanso yenfriamiento de 5 minutos con el fin de que no se sobrecalentara, ya que este es unfactor que afecta al largo de la huella patentizada incrementndola.-

Al momento de realizar las pruebas, la temperatura ambiente era de 26 C.-

Grfica n 3: Huellas de frenado patentizadas

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5. MUESTRA

Este procedimiento se realiz veinte veces, procurando que las huellas defrenado no se superpusieran unas con otras; para ello el conductor intent variar porunos pocos centmetros su posicin en la carpeta hormigonada, sin afectar esto alensayo ya que se mantuvo en la misma superficie de circulacin.-

Este ensayo se reprodujo nuevamente bajo las mismas condiciones a unavelocidad de 25 km/h en un total de 20 repeticiones ms.-

Las variables seleccionadas para la investigacin se eligieron de acuerdo a lavelocidad posible de adquirir sin que se pierda la estabilidad de la circulacin y a su

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vez, ajustndola a la permitida por la ley en zonas urbanas; estableciendo comovelocidades de ensayo 20 km/h y 25 km/h.-

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CAPTULO V

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ANLISIS DE DATOS Y DISCUSIN DE RESULTADOS

1. RESULTADOS

A continuacin se presenta una tabla con los resultados obtenidos en el ensayoy el posterior clculo del porcentaje de huella no patentizada:

Se calcul el valor del porcentaje de cada huella no patentizada con respecto a ladistancia total de detencin. As, por ejemplo: en el caso de la frenada 1 a 20km/h, ladistancia total de detencin es de 204 cm, lo que corresponde al 100% de la frenada, porlo tanto, la distancia no patentizada, que es de 55 cm, corresponde a un 26.96% de ladistancia total (55*100/204).-

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Tabla n 1: Resultados ensayo de frenado a una velocidad de 20 km/hEnsayo dinmico de frenado

Velocidad:20 km/h

Distancia totalde detencin

(cm)

Distanciapatentizada

(cm)

Distancia nopatentizada

(cm)Porcentaje no

patentizado (%)

Frenada 1 204 149 55 26,96

Frenada 2 173 89 84 48,55

Frenada 3 130 92 38 29,23Frenada 4 150 80 70 46,66Frenada 5 172 134 38 22,09Frenada 6 182 182 0 0Frenada 7 208 120 88 42,3Frenada 8 177 94 83 46,89Frenada 9 165 59 106 64,24Frenada 10 194 116 78 40,2Frenada 11 189 87 102 53,96Frenada 12 171 94 77 45,02Frenada 13 260 143 117 45Frenada 14 137 84 53 38,68Frenada 15 170 89 81 47,64Frenada 16 189 110 79 41,79Frenada 17 198 102 96 48,48Frenada 18 171 89 82 47,95Frenada 19 246 110 136 55,28Frenada 20 235 119 116 49,36

Fuente: Ensayos realizados en investigacin

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Tabla n 2: Resultados ensayo de frenado a una velocidad de 25 km/hEnsayo dinmico de frenado

Velocidad: 25km/h

Distanciatotal de

detencin(cm)


(cm)

Distanciano

patentizada(cm)

Porcentajeno

patentizado(%)

Frenada 1 288 45 243 84,37

Frenada 2 380 167 213 56,05

Frenada 3 297 203 94 31,64Frenada 4 217 185 32 43,55Frenada 5 326 184 142 43,55Frenada 6 329 180 149 45,28Frenada 7 295 162 133 45,08Frenada 8 278 141 137 49,28Frenada 9 379 220 159 41,95Frenada 10 292 203 89 30,47Frenada 11 312 104 208 66,66Frenada 12 320 180 140 43,75Frenada 13 290 150 140 48,27Frenada 14 280 152 128 45,71Frenada 15 402 147 255 63,43Frenada 16 247 28 219 88,66Frenada 17 297 200 97 32,65Frenada 18 203 143 60 29,55Frenada 19 310 176 134 43,22Frenada 20 243 140 103 42,38


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Como se puede apreciar en las tablas, los resultados obtenidos presentan unaamplia diferencia entre las magnitudes de los valores mnimos y mximos obtenidos encuanto a la distancia total de detencin.-

Esto se le atribuye al error humano, ya que, siendo el conductor el que accionael manillar del freno, no en todas las ocasiones lo realiza con la misma intensidad, y estose traduce mecnicamente a una disminucin o aumento de la eficacia del frenado.-

2. ANLISIS

Para realizar el anlisis de los videos se trabaj con el programa Windows LiveMovie Maker. Se observ cada uno de los videos cuadro por cuadro hasta detectaraquel en el que se encenda el bulbo de stop. Detectado esto, se tom una instantneadel ltimo cuadro en el que se encontraba apagado (en adelante instantnea 1) y elprimero en el que se encenda (en adelante instantnea 2). Se registr el tiempo total delvideo y los segundos exactos de cada instantnea. Para una mejor visualizacin de lasimgenes, se le aplic a las instantneas 1 y 2 modificaciones en el brillo o el contrastesegn fuera necesario pero teniendo en cuenta asignarles a ambas el mismo valor.-

Grfica n4 : Anlisis de video de frenada 1 a20 Km/h . Instantnea 1(bulbo apagado)

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Grfica n5 : Anlisis de video de frenada 1 a20 Km/h .Instantnea 2(bulbo encendido)

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Una vez determinado el instante en el que se encenda el bulbo de stop se hizonecesario situar el vehculo con respecto a la regla con el objetivo de corregir el errorhumano que se puede producir al comenzar a frenar fuera del parmetro de laReferencia. Para determinar este posible error, se debe cuantificar la diferencia encentmetros. Para ello se observ las instantneas donde fehacientemente se encendiel bulbo de stop, se observ cuntos centmetros estaba desplazada la bicimoto almomento del comienzo de la frenada con respecto a la graduacin de la regla; utilizandopara ello el eje delantero o el trasero, segn fuera ms conveniente y consignndolo.-

Grfica n 6: Deteccin del error en frenada 2 a20 Km/h

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Realizando este anlisis en cada uno de las frenadas, se conforma una tabla endonde se consignan los errores en centmetros observados.-

Tabla n 3: Consignacin de errores de frenado a 20 Km/h

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Velocidad20 Km/h Video

Duracin(seg)

Instantnea1 (seg)

Instantnea2 (Seg)

Posicin delpin con

respecto a lareferencia

(cm)1 1129 3,17 2,82 2,86 Delantero +602 1130 7,09 5,82 5,85 Delantero -603 1132 9,26 7,62 7,65 Delantero -504 1133 6,76 5,34 5,37 Delantero +305 1134 8,93 7,28 7,3 Delantero -606 1135 7,92 6,39 6,45 Delantero 07 1137 11,01 7,81 7,87 Delantero -308 1138 8,68 7,14 7,18 Delantero +209 1139 8,22 6,65 6,72 Delantero +1010 1141 11,68 9,91 9,98 Delantero +5011 1142 8,13 6,83 6,87 Delantero +5012 1143 8,47 7,56 7,6 Delantero -6013 1144 10,39 8,66 8,72 Trasero -9014 1145 9,34 7,5 7,58 Delantero +5015 1148 9,84 8,11 8,18 Delantero + 3016 1149 8,38 6,15 6,18 Delantero -1017 1151 9,38 7,91 7,95 Delantero -2018 1152 8,68 7,34 7,44 Delantero +9019 1153 8,63 7,01 7,07 Delantero 020 11,54 9,22 7,56 7,62 Delantero +10


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Tabla n 4: Consignacin de errores de frenado a 25 Km/h.

Velocidad25 Km/h Video

Duracin(seg)

Instantnea1 (seg)

Instantnea2 (Seg)

Posicin del pincon respecto a lareferencia (cm)

1 1155 4,09 3,18 3,21 Delantero -102 1156 6,59 5,25 5,32 Delantero +603 1157 10,26 9,31 9,36 Delantero +404 1158 8,38 6,31 6,35 Delantero +705 1159 6,8 5,37 5,4 Delantero +306 1161 5,42 3,79 3,82 Delantero +407 1162 7,97 5,91 5,93 Delantero -208 1163 8,68 7,08 7,11 Delantero +709 1165 8,09 6,27 6,32 Delantero 010 1166 11,14 5,27 5,3 Delantero +3011 1170 6,92 4,52 4,56 Delantero 012 1171 11,01 9,31 9,34 Delantero +8013 1172 5,63 4,87 4,9 Delantero +4014 1173 5,38 4,75 4,78 Delantero -3015 1175 5,59 3,83 3,86 Delantero +4016 1177 7,42 5,92 5,99 Delantero +2017 1178 11,39 9,4 9,45 Delantero 018 1179 8,68 6,73 6,78 Delantero +4019 1181 9,34 7,5 7,54 Delantero 020 1182 7,13 4,28 4,3 Delantero -20


Finalmente, sabiendo la cantidad de centmetros antes o despus de la referenciaque se ubica el eje elegido, y sabiendo, adems que el radio de batalla de la bicimoto(distancia entre eje y pin trasero) es de 112 cm; se debe sumar o restar esoscentmetros a la distancia total de detencin y confeccionar nuevamente una tabla deresultados vlida, que solucione los errores. Vale aclarar que la longitud de la huellapatentizada no se ve afectada por los factores anteriormente mencionados pero si lohace la huella no patentizada.-

As, por ejemplo, se toma la frenada 1 a 20 km/h:La distancia total de detencin en este caso es de 204 cm; y al momento de

comenzar a frenar, el eje delantero estaba 30 cm hacia adelante del punto R, lo quesignifica que el pin trasero se hallaba 82 cm por detrs de la referencia (considerando

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el sentido de circulacin). De aqu se desprende que el vehculo comenz a frenar 82 cmantes del punto R y finaliz 204 cm despus; por lo tanto ,tuvo una distancia total dedetencin de 286 cm (204 cm +82cm).-

Grfica n 7: Distancia real de detencin frenada1 a 20 Km/h

Se observan a continuacin las tablas que indican las distancias totales dedetencin considerando la situacin del vehculo al comienzo del frenado y lasdistancias de huella no patentizada. En el anlisis de datos, se emple la aproximacinde los valores para un ms cmodo manejo de los mismos. Se disminuirn los valoresal entero inferior cuando el valor del decimal sea inferior a 0.5, se mantendrn en elcaso de que el decimal sea de 0.5 y se aumentarn al entero superior cuando el valordel decimal supere los 0.5.

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Tabla n 5: Distancias considerando la situacin del vehculo respecto de la referencia a 20Km/h

Velocidad:20 Km/h

Distancia totalde detencin

(cm)


(cm)Distancia no

patentizada (cm)Porcentaje no

patentizado (%)

1 256 149 107 422 345 89 256 743 292 92 200 68,54 232 80 152 65,55 344 134 210 616 294 182 112 387 350 120 230 668 269 94 175 659 267 59 208 7810 256 116 140 5511 251 87 164 6512 343 94 249 7313 350 143 207 5914 199 84 115 5815 252 89 163 6516 311 110 201 6517 290 102 188 6518 193 89 104 5419 358 110 248 6920 337 119 218 65Porcentaje mediano 65


Grfica n 8: Distancias de huellas no patentizada a 20

km/hFuente: Ensayos realizados en investigacin

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Se trabajaron los datos con la mediana estadstica ya que de esta manera, losresultados obtenidos no se ven afectados por los valores extremos. Se analizaron losdatos sin agruparlos y se obtuvo que el porcentaje mediano de la huella que no sepatentiza a 20 Km/h es de 65 %, es decir que el porcentaje patentizado es del 35 %.-

Grfica n 9: Porcentaje mediano de huella no patentizada a 20 Km/h


A continuacin se presentan los resultados obtenidos en los ensayos a 25Km/h.En el anlisis de los datos nuevamente se trabajar con la aproximacin numrica delos decimales a los enteros ms cercanos:

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Tabla n 6: Distancias considerando la situacin del vehculo respecto de lareferencia a 25 Km/h.

Velocidad:25 Km/h

Distanciatotal de

detencin(cm)


(cm)

Distancia nopatentizada

(cm)Porcentaje no

patentizado (%)

1 410 45 365 892 432 167 265 613 369 203 166 454 259 185 74 28,55 408 184 224 556 401 180 221 557 427 162 265 628 320 141 179 569 491 220 271 5510 374 203 171 4611 424 104 320 7512 352 180 172 4913 362 150 212 58,514 422 152 270 6415 474 147 327 6916 339 28 311 9217 409 200 209 5118 275 143 132 4819 422 176 246 5820 375 140 235 63

Porcentaje mediano 57Fuente: Ensayos realizados en investigacin

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Grfica n 10: Distancias de huellas no patentizada a 25 Km/h


Se trabajaron los datos con la mediana estadstica ya que de esta manera, losresultados obtenidos no se ven afectados por los valores extremos. Se analizaron losdatos sin agruparlos y se obtuvo que el porcentaje mediano de la huella que no sepatentiza a 25 Km/h es de 57%, es decir que el total patentizado es del 43 %.-

Grfica n 11: Porcentaje mediano de huella no patentizada a 25 Km/h


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3. CLCULO DEL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO BICIMOTO-HORMIGN

Para realizar este clculo, se debe aplicar ecuacin fundamental, en este caso,generando un promedio de las distancias de huella patentizadas y reemplazando dichovalor en la ecuacin (Vmn= 2..g.d), por lo que, conociendo la velocidad decirculacin (20km/h), solo queda despejar de la frmula elcoeficiente de friccin:= v2 /2.g.d

Considerando los ensayos realizados a 20 Km/hse obtiene que la mediana de lashuellas patentizadas es de 98 cm, lo que equivale a 0.98m. Por otro lado, la velocidad decirculacin es de 5.55 m/s y la aceleracin de la gravedad de 9.8 m/s2.-

Al reemplazar dichos valores en la frmula se obtiene que el coeficiente derozamiento de la bicimoto en calzada de hormign seco es de 1.57 (adimensional).-

= (5.5 m/s)2 / 2 x 9.8 m/s2 x 0.98 m= 1.57

Si se aplica la lgica de que la mediana de la huella que se patentiza es solo el35% de la distancia total de detencin,entonces se debe proceder con el siguienteclculo:

35% ----------------0.98 m.100 %---------------x= 2.8 m.

Considerando ahora que el 100 % de las distancias es de 2.8 m; y realizandonuevamente el clculo se consigue un valor de coficiente de rozamiento de 0.55.-

= (5.5 m/s)2 / 2 x 9.8 m/s2 x 2.80 m= 0.55

Considerando los ensayos realizados a 25 Km/hse obtiene que a mediana de lashuellas patentizadas es de 164.5 cm, lo que equivale a 1.645m. Por otro lado, lavelocidad de circulacin es de 6.94 m/s y la aceleracin de la gravedad de 9.8 m/s2.-

Al reemplazar dichos valores en la frmula se obtiene que el coeficiente derozamiento de la bicimoto en calzada de hormign seco es de 1.49 (adimensional).-

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= (6.94 m/s)2 / 2 x 9.8 m/s2 x 1.645 m= 1.49

Si se aplica la lgica de que la mediana de la huella que se patentiza es solo el43% de la distancia total de detencin,entonces se debe proceder con el siguienteclculo:

43% ----------------1.645 m.100 %---------------x= 3.82 m.

Considerando ahora que el 100 % de las distancias es de 3.82 m; y realizandonuevamente el clculo se consigue un valor de coficiente de rozamiento de 0.64.-

= (6.94 m/s)2 / 2 x 9.8 m/s2 x 3.82 m= 0.64

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CAPTULO VI

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CONCLUSIN

El valor estimado del porcentaje de huella no patentizada es del 15% al 30%,esto en vehculos automviles, que constan de un sistema de frenos de tipo hidrulicos yque poseen un buen rendimiento en cuanto al frenado. Al proponer una hiptesis, tomcomo referencia este porcentaje, pero al realizar una comparacin de los porcentajesobtenidos en el ensayo (65% a 20 Km/hy 57% a 25 Km/h) se pudo apreciar una notoriadiferencia en la estimacin. Esto se puede deber a que la bicimoto est equipada conun sistema de frenos mecnicos, que poseen menor rendimiento que los de tipohidrulico que se hallan en los automviles.-

En cuanto al coeficiente de rozamiento se obtuvieron dos valores (0.55 a20Km/h y 0.64 a25 Km/h). Tal como apoyan los antecedentes, el valor de estecoeficiente es independiente de la velocidad de circulacin y se aprecia un ligeroaumento del mismo a mayor velocidad.-

Siniestrolgicamente: Al producirse el contacto entre las ruedas y la calzada, lasruedas se bloquean, y se producen varios fenmenos, entre ellos, la transformacin deenerga cintica en trabajo y la prdida de calor. Esto hace que aumente la temperaturade los neumticos y se desprenda caucho. Cuando el vehculo circula a menorvelocidad, porta menor cantidad de energa cintica traducindose este fenmeno en unahuella de frenado ms corta.-

Al incrementar la velocidad de circulacin, el intercambio de energa es mayor,generando una mayor prdida de calor y fusin del caucho, por lo tanto, una huellapatentizada ms larga.-

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Matemticamente: se podra explicar ya que generalmente, al circular a mayorvelocidad el vehculo, suele ser mayor la distancia de huella que patentiza (ensituaciones dinmicas similares a las de ensayo), generando, por lgica una distancia dehuella no patentizada menor.-

Si se tiene en cuenta que la distancia patentizada, en el clculo a travs de laEcuacin Fundamental se encuentra en el dividendo, esto genera un coeficiente derozamiento menor mientras mayor esta distancia (y mayor es la velocidad).-

Se recomienda al investigar siniestros de trnsito y determinar la velocidad decirculacin pre-impacto de una bicimoto a travs de la Ecuacin Universal, consideraresta diferencia entre el valor de la longitud de huella patentizada y el valor real de lamisma.-

Por lo tanto, se puede determinar que, dado los resultados obtenidos en lainvestigacin , la hiptesis propuesta en el Captulo I queda refutada.-

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CAPTULO VII

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APORTES Y RECOMENDACIONES

Durante la investigacin, surgieron determinados interrogantes, que podran darbase a futuros estudios, tales como:

Determinar la influencia del peso que transporta el vehculo en el porcentaje dela huella de frenado que queda patentizada.-

Establecer el coeficiente de rozamiento entre la bicimoto y otro tipo de calzada.-

Calcular el porcentaje de huella no patentizada con distintos tipos de calzadas yen diferentes condiciones.-

Estudiar la huella de frenado produciendo una variacin en la presin que se leaplica a la maneta del freno.-

Adems, y luego de concluidos los ensayos se pueden arrojar ciertasrecomendaciones:

En el estudio de un siniestro en el que ha participado un vehculo como elestudiado, es de suma importancia realizar un ensayo dinmico de frenado, de serposible, con el mismo vehculo y en condiciones ambientales y del entorno similares alas imperantes en el momento del hecho.-

Considerar la modificacin de los sistemas de freno con los que viene provisto elvehculo. Se ha observado que algunas bicicletas especializadas de montaa, de altagama, se encuentran provistas de sistemas de freno hidrulicos, que producen un mejory ms rpido frenado. Estas condiciones se podran implementar en las bicicletas conmotor o bicimotos para mejorar la respuesta del sistema de freno, ya que tienen un altoalcance en cuanto a velocidad.-

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CAPTULO VIII

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BIBLIOGRAFA

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Tesis de Grado - Cálculo de La Huella de Frenado

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