CURSO INVESTIGACIÓN Y RECONSTRUCCIÓN ACCIDENTES

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4. Herramientas informáticas para la reconstrucción de accidentes de tráfico.

Programas de reconstrucción de accidentes de tráfico

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Reconstrucción de accidentes de tráfico con programas informáticos

El propósito de los programas de reconstrucción de los accidentes de tráfico es reproducir el proceso de la colisión entre los vehículos implicados, con razonable exactitud para esclarecer las causas que condujeron al accidente.

Los programas de informáticos de simulación de accidentes viales, o programas de reconstrucción de accidentes de tráfico, permite resolver el considerable número de ecuaciones físico-matemáticas que intervienen en la dinámica de los vehículos implicados en un siniestro vial.

Además de dar un resultado desde las leyes de la Física a través de gráficas e informes, en su gran mayoría dan también una solución visual del siniestro en forma de simulación en tres dimensiones, que facilita la comprensión de cómo y por qué ocurrió el siniestro vial.

Reconstrucción de siniestros de tráfico con programas informáticos

Su potencia de cálculo les han convertido en una herramienta muy útil para el investigador, haciendo posible un análisis muy detallado del siniestro, que permite plantear hipótesis, estudiar su evitabilidad, y confirmar los resultados de una forma más rápida y precisa.

Dada la complejidad del problema, un sistema informático de reconstrucción de accidentes de tráfico debe cumplir tres requisitos:

  1. Permitir una entrada rápida y sistemática de la multitud de datos necesarios para la reconstrucción.
  2. Estar dotado de un potente módulo de cálculo que permita simular el comportamiento de los vehículos en interacción con el entorno, y teniendo en cuenta las posibles maniobras ordenadas por los conductores.
  3.  Una salida de resultados que permita reproducir los sucesos ocurridos en la reconstrucción del accidente de tráfico, y analizar las variables fundamentales del comportamiento de los vehículos (velocidades, desplazamientos, aceleraciones, fuerzas, etc.).

Los programas informáticos no sustituyen al conocimiento y a la experiencia del experto en reconstrucción de siniestros. Para evitar resultados erróneos, es necesario ser muy meticuloso en la entrada de los datos, tener un alto grado de instrucción de los fundamentos físicos del programa que se utiliza, y conocer sus limitaciones.

El resultado de un programa informático ha de ser coherente con la información objetiva que aporta todo siniestro, y que fue recogida previamente por personal especializado en el lugar del suceso y de los vehículos implicados.

Con respecto a los programas informáticos, generalmente hemos de considerar las siguientes premisas:

  • Un programa de ordenador nunca puede ser la solución absoluta, ya que el resultado a conseguir dependerá de la calidad y cantidad de los datos disponibles (inputs).
  • La mayoría de los programas son una herramienta de apoyo en la investigación de siniestros.
  • Las particulares limitaciones de los programas, con respecto a la casuística de los siniestros, en algunas ocasiones los convierten en complementarios unos de otros.
  • No es aconsejable la utilización de programas informáticos de reconstrucción de siniestros viales sin poseer experiencia en la investigación de siniestros viales.

Clasificación de los programas informáticos para la reconstrucción de accidentes viales

Es necesario distinguir tres conceptos que pueden confundirse y que, sin embargo, nos podemos encontrar cuando se habla de reconstrucción de siniestros: animación, simulación y reconstrucción.

La animación consiste en dar movimiento a los objetos, que incluso pueden ser deformados, sin sujeción a las leyes físicas. Por tanto, los programas de animación por ordenador deberían descartarse en la reconstrucción de siniestros de tráfico, a menos que se pretenda dar una opinión visual de cómo sucedió el siniestro, que en este caso debería verse confirmada por medio de argumentos científicos de suficiente importancia que justifiquen la animación presentada.

Una primera aproximación a los diferentes tipos de programas según la simplicidad o complejidad de los algoritmos y procedimientos de cálculo empleados nos permite distinguir entre:

  • Cálculos generales.
  • Análisis sofisticado.

Dependiendo de la clase de análisis y atendiendo a las específicas aplicaciones de cada uno de ellos tenemos los siguientes tipos:
a) Análisis general.
b) Dinámica del vehículo.
c) Dinámica de la colisión.
d) Biodinámica o Dinámica de los seres humanos.
e) Fotogrametría.

Debe excluirse como programas de reconstrucción de siniestros tanto los denominados fotogramétricos como los dedicados a realizar el croquis del siniestro mediante métodos de dibujo técnico asistido por ordenador.

El trabajo realizado con ellos no pertenece a la fase de reconstrucción, sino que son tareas que se pueden llevarse a cabo en el gabinete dentro del proceso de investigación material.

Programas de análisis general

Estos programas son realmente hojas de cálculo, con un mayor o menor grado de sofisticación.

Utilizan los mismos procedimientos matemáticos que pueden ser realizados a mano o con ayuda de una calculadora científica.

La ventaja del uso de estos programas está en la rapidez de obtención de los resultados, así como la evitación de errores simples a la hora de realizar las operaciones matemáticas.

Los cálculos que ofrece son normalmente son los siguientes:

  • Conversión de unidades del sistema métrico al sistema americano.
  • Cálculo del factor de arrastre.
  • Cálculos debidos a una trayectoria curva (velocidad límite, derrape,…).
  • Velocidad a partir de las huellas (frenada, derrape,…).
  • Velocidad a partir de los daños. (Método de la energía, método del momento linear, método mixto).
  • Ecuaciones para el vuelco y la caída derivadas del tiro parabólico.
  • Cálculos cinemáticos espacio-tiempo.
  • Gráficos de los datos y resultados.
  • Fotogrametría bidimensional.

Como ejemplos de este tipo de programas se pueden citar, entre otros:

COMPUTE-A-CRASH (CAC) v.3
ARC v. 2.52
A-I-CALC
CARS
COLLIDE
RACTT

CAR
RECONSTRUCTOR 98

 

En la utilización de este tipo de programas hay que adoptar las siguientes precauciones:

  • Comprender cuales son los principios físicos que soportan las fórmulas utilizadas y como se puede llegar a ellas. Utilizar las formulas sin comprender completamente su significado y las limitaciones del método empleado para hallarlas produce disfunciones en el resultado final.
  • La fórmula de la velocidad crítica en curva es utilizada frecuentemente a causa de su simplicidad para determinar la velocidad a la que un vehículo ha tomado una curva. Se asume implícitamente en la fórmula que el vehículo no está ni frenando ni acelerando, porque en otro caso esta fórmula sobrestima la velocidad real.
  • En los cálculos realizados por estos programas para la fase post-impacto consideran la trayectoria aproximadamente lineal considerando la rotación no significativa. Si el vehículo realiza una rotación, la deceleración normalmente no es constante y el resultado puede ser discordante con la realidad. Estos programa, por regla general, toman la aceleración o la deceleración como constantes.
  • Las fórmulas de este tipo de análisis pueden conseguir la reconstrucción completa del siniestro, pero lo hacen de forma independiente. De esta manera se impide la comprobación de unos determinados resultados con los resultados de anteriores etapas o fases.
  • La recomendación final es que este tipo de programas debe ser utilizado por investigadores con experiencia y lo suficientemente formados para no caer en conclusiones erróneas.

 

Programas de simulación

Estos programas pueden estar basados en la dinámica del vehículo, o en el impacto. Mientras que los primeros se han diseñado, principalmente, para estudiar la respuesta de un vehículo a las acciones de su conductor sobre el volante, el acelerador y los frenos; los segundos se concentran en el análisis de la colisión, ya sea para el choque de un vehículo contra un objeto fijo (barrera, árbol,…) como para colisiones entre vehículos.

Su empleo consiste en introducir datos sobre las posiciones y velocidades iniciales, maniobras del conductor (giros de volante, aceleración, frenada); y en su caso, las posiciones y velocidades de impacto, para comprobar si el resultado de la simulación coincide con el siniestro objeto de investigación. Se trata de un método directo de prueba-error.

Es habitual que el resultado se vea plasmado en una simulación del siniestro, en dos o tres dimensiones, que se presenta en forma de vídeo reproduciendo la secuencia del siniestro real, con la posibilidad de situar la cámara, ya sea fija o móvil, en cualquier lugar del escenario del siniestro y/o de los vehículos implicados.

También facilitan información técnica del resultado mediante informes y gráficos con multitud de parámetros físicos.

Estos programas nos suelen facilitar una simulación del siniestro, y su resultado se reduce a una serie de informes y gráficas con los parámetros físicos del siniestro.

Programas de simulación biomecánica

Estos programas se utilizan para simular los movimientos y colisiones del cuerpo humano en el interior de un vehículo que sufre un siniestro. Tienen como finalidad determinar cómo los ocupantes de un vehículo se lesionan durante un siniestro, y si utilizaban o no los cinturones de seguridad, y el efecto del reposacabezas.

Es necesario contar con información de la deceleración del vehículo y de las propiedades de su interior, la características antropométricas de sus ocupantes (estatura, peso,…) y la postura inicial en el vehículo. Los resultados incluyen gráficas y datos numéricos de la biomecánica del siniestro, así como vídeos con el movimiento de los ocupantes del vehículo.

Programas sobre Dinámica del vehículo

Estos programas son utilizados para estudiar la respuesta de un vehículo a los esfuerzos realizados por el conductor para frenar, acelerar y girar la dirección en uno u otro sentido. Son bastante útiles para ilustrar cual será la respuesta durante un giro brusco de volante o durante una maniobra de cambio de trayectoria recta.

Por este motivo quizás la finalidad principal de estos programas en la investigación de siniestros es estudiar y reproducir los efectos que una determinada maniobra evasiva tiene en el comportamiento de un determinado vehículo.

Como finalidad secundaria, también pueden ser utilizados para estudiar la fase postimpacto, teniendo en cuenta además que los vehículos pueden realizar una deceleración no uniforme causada por las rotaciones.

En la aplicación de este tipo de programas hay que tener en cuenta los siguientes factores que limitan sus resultados:

  • Son programas de simulación, enseñan visualmente lo que físicamente puede ser y lo que no puede ser. No ofrecen soluciones únicas y es probable que su mejor utilización consista en alcanzar un conjunto de posibles soluciones para confrontar con otros datos disponibles y, sobre todo, con las evidencias recogidas en el lugar del siniestro.
  • El modelo de neumático de la mayoría de los programas de simulación dinámica de un vehículo tiene una serie de problemas que a continuación se enumeran: primero, la complejidad del modelo no es excesiva, salvo algunos casos específicos; segundo, la inmensa mayoría de los modelos asumen que el neumático está completamente inflado; tercero, los procedimientos implementados se adaptan mal a su utilización en superficies duras.
  • La gran mayoría de los programas de esta clase han de ser utilizados con muchas precauciones en la investigación de todo tipo de vuelcos. Algunos de los programas, como SMAC, no consideran la transferencia de carga por lo que no predicen el vuelco. Otros como VTS, EDSVS y EDVTS usan la altura del centro de gravedad

y cálculos cuasi-estáticos para calcular la transferencia de carga a cada rueda. EDSVS y EDVTS paran la simulación cuando una rueda abandona el suelo.

Entre este tipo de programas podemos citar:

PHASE 4
TBST/TBSTT.
AUTOSIM.
CARSIM/TRUCKSIM.
SMAC
VTS
HVOSM
EDVDS
EDSVS
EDVTS
EDVSM
ADAMS

Programas de Dinámica de la colisión

Los programas que estudian la dinámica de la colisión son usados para el análisis de los siniestros que incluyen colisiones de vehículos con objetos (árbol, barrera, farola,…) o colisiones entre vehículos.

Mientras que los programas de simulación dinámica del vehículo se concentran en las fases pre-colisión y post-colisión, los que analizan la dinámica del choque se centran en la fase de colisión.

Programa informático para la reconstrucción de siniestros de tráfico PC-CRASH

Existen tres tipos de métodos de analizar los fenómenos físicos y dinámicos que ocurren en un choque. De menor a mayor complejidad tenemos:

  • Por coeficientes.
  • Por procedimientos intermedios (DYMESH).
  • Por incrementos finitos (DYNA3, Palmcrash).

Comenzando por los programas que trabajan con coeficientes, sus representantes más característicos SMAC y CRASH.

Se centran en las investigaciones realizadas por Campbell a finales de los años sesenta para encontrar una relación lineal entre el daño final observable en vehículos que habían colisionado previamente y las velocidades a las cuales impactaron.

Estos coeficientes no se determinaron para cada vehículo en concreto, sino que se distribuyeron los vehículos en diferentes categorías que tenían los mismos coeficientes de rigidez.

Los efectos de las transferencias de cargas y la influencia de la suspensión en la colisión son ignorados. Estas simplificaciones producen que estos programas sean más fiables cuando son utilizados en regímenes de fricción bajos.

La gran ventaja que ofrecen este tipo de programas es la rapidez con que llevan a cabo los cálculos lo que permite una análisis iterativo de todos las circunstancias del siniestro hasta que se llega una solución aceptable.

Una de las primeras precauciones que debe tenerse a la hora de exponer los resultados a que se llega con este tipo de programas es descartar que solo exista una solución posible a la forma en que pudo producirse un siniestro.

Cuanto más detallada sea la investigación material del siniestro, menor será el rango de soluciones. Una utilidad francamente positiva de este tipo de programas es realizar comprobaciones de hipótesis con el objetivo de descartarlas o corroborarlas.

Aunque muchos de los inconvenientes de este tipo de programas pueden inferirse de los procesos de depuración de los algoritmos de SMAC y CRASH, los problemas que puede presentar su uso:

  • El llegar a conclusiones erróneas puede producirse por la falta de comprensión de cómo trabajan realmente estos programas.
  • La calidad y cantidad de los datos necesarios para utilizar este tipo de programas es muy elevada.
  • Algunos programas de este tipo necesitan que algunos datos sean interpretados por el usuario antes de introducirlos.
  • Estos datos son cruciales en los correspondientes modelos que soportan los algoritmos de cada programa. Como ejemplo pueden citarse, las posiciones de impacto de los vehículos, el centro de impactos o parámetro similar, los ángulos de incidencia y los deslizamientos, las trayectorias entre el punto de colisión y las posiciones finales, la frenada de cada rueda y algunos características de los daños finales en los vehículos.
  • Cuantos más parámetros deje un programa a la interpretación del usuario mayor sensibilidad tendrán los resultados a los errores involuntarios o a las manipulaciones interesadas.
  • La utilización de datos estándar para una determinada categoría de vehículos, asumiendo por defecto los datos de un vehículo modelo ideal, producen desviaciones que en determinados casos pueden ser significativas. La utilización de tablas o bases de datos no individualizadas pueden producir los mismos efectos.
  • El conocimiento de las características técnicas avanzadas (localización exacta del centro de gravedad, factor de suspensión, características inerciales, …) de cada modelo de vehículo aumenta la calidad final de los resultados de la reconstrucción o simulación por ordenador.
  • Las pruebas que apoyan estos programas has sido llevados a cabo entre 15 km/h y 60 km/h, luego los resultados que ofrecen en este rango de velocidades de impacto es superior en fiabilidad a los intervalos que caen fuera del mismo.
  • Este tipo de programas tiene dificultades cuando uno de los vehículos durante el impacto queda dividido en dos partes. Igualmente tienen dificultades cuando la línea de daños alcanza el compartimento de los ocupantes. En todos estos casos la tendencia es a sobrestimar la delta-V, y por lo tanto a aumentar la severidad de la colisión.
  • Los modelos de neumático y de suspensión pueden tener importancia en determinadas configuraciones de colisiones, por las elevaciones que se producen en los vehículos, y también al estudiar determinadas colisiones de vehículos pesados.

Algunos programas que se pueden citar en este apartado son los siguientes:

CRASH
M-CRASH
EDCRASH
CRASHEX
SMAC
M-SMAC
EDSMAC 4
WINSMAC
IMPAC
EES-ARM
PC-CRASH
Virtual-CRASH
SINRAT

Programas de Biodinámica

Uno de los objetivos principales que tenía la Administración norteamericana a la hora de desarrollar los programas de ordenador para reconstruir siniestros era determinar cómo se producían las lesiones en los ocupantes de vehículo y en los peatones.
El uso de este tipo de programas

MADYMO
MVMA-2D
CVS-3D
EDHIS
PC-CRASH (MADYMO)
CVS (Crash Victim Simulator, Simulador para víctimas de siniestros)

 

 

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