Turbulències i rebuf: accident de trànsit sense col·lisió
A vegades, en la investigació d’accidents de trànsit, els perits ens podem trobar amb accidents de trànsit on es produeix la pèrdua de control i caiguda d’un vehicle de dues rodes sense que sigui necessària la presència d’una col·lisió, el que pot dificultar enormement la reconstrucció de l’accident al no deixar aquest fet vestigis ni en els vehicles ni a la calçada. Les turbulències i l’estela o rebuf creat pel pas d’un vehicle, més si és un vehicle de gran tonatge, poden exercir forces capaces de generar la pèrdua de control d’un vehicle lleuger amb poca estabilitat com poden ser bicicletes o motocicletes.
Per entendre el comportament de l’aire al voltant d’un vehicle en moviment, s’han d’aclarir prèviament una sèrie de conceptes.
Nombrosos factors com ara la proximitat a terra, dimensions i forma dels vehicles creen un camp de flux al voltant de l’automòbil que principalment pot ser de dos tipus:
- Flux laminar
Tipus de flux en el qual les partícules es mouen al llarg de trajectòries uniformes en capes o làmines, lliscant suaument una capa sobre l’adjacent, sense que hi hagi barreja macroscòpica o intercanvi transversal entre elles. En aquest tipus de flux la velocitat del fluid en qualsevol punt no canvia amb el temps, sent la llei de Newton de la viscositat la que regeix el flux laminar. L’acció de la viscositat pot esmorteir qualsevol tendència turbulenta que pugui ocórrer en el flux laminar.
En situacions que involucrin combinacions de baixa viscositat, alta velocitat o grans cabals, el flux laminar no és estable, el que fa que es transformi en flux turbulent.
- Flux turbulent
És el tipus de flux més freqüent en les aplicacions pràctiques i en ell, les partícules del fluid es mouen en trajectòries molt irregulars, originant un intercanvi de quantitat de moviment d’una porció del fluid a una altra.
Concepte de la Capa Límit
La capa límit és la zona del flux d’aire que es genera al voltant de la superfície del vehicle. Les partícules d’aire que estan en les capes més pròximes a la superfície del vehicle, per efecte del fregament, es mouen pràcticament a la mateixa velocitat que el vehicle. Així que ens anem allunyant de la superfície, les successives capes es mouen a velocitat cada vegada inferior fins arribar a l’última capa la qual no es veu afectada pel pas del vehicle i roman sense alterar la seva velocitat. Aquest gruix d’aire es denomina capa límit. La seva distribució es veu reflectida en la següent il·lustració.
Aquesta és la raó per la qual les gotes d’aigua que cauen al parabrisa del nostre cotxe quan ens movem i està plovent no surten expulsades ràpidament cap al sostre per la velocitat de l’aire ja que l’aire en aquesta zona té la mateixa velocitat que el vehicle.
Un objecte aerodinàmic de formes arrodonides, com pot ser un turisme modern, es mou desplaçant molt poc les línies de corrent. El que produeix una baixa resistència de forma. El flux d’aire segueix un règim laminar al voltant de la superfície. No obstant això un objecte de línies quadrades poc aerodinàmic, com succeeix amb els camions, produeix un gran desplaçament de les línies de corrent. La forma poc aerodinàmica a la part posterior genera que aquestes línies de flux, que s’han de ajuntar de nou, ho facin abruptament i per culpa d’aquest salt, formant-se uns remolins. És aquí on es diu que s’ha separat la capa límit.
Aquestes turbulències generades a la part posterior del vehicle com a conseqüència del salt brusc de la seva forma és el que es denomina estela o rebuf. En aquesta zona es generen remolins de trajectòria erràtica i una zona de baixa pressió que fa que, un vehicle que circula per darrere l’altre i que es trobi en aquesta zona de baixa pressió, pugui desplaçar-se a major velocitat que el primer en ser “absorbit “pel primer, és el que comunament es diu la zona de” aspiració “. A part de ser “aspirat, si un vehicle entra en aquesta zona, percebrà forces laterals bastant impredictibles. La estela o rebuf generat per un camió o vehicle articulat és molt més gran que la generada per un vehicle turisme per la seva forma quadrada poc aerodinàmica.
Els esforços per reduir la resistència dels automòbils i per tant reduir el consum de combustible, influència enormement el disseny de la carrosseria dels mateixos. La fi de donar una forma aerodinàmica a un cos és aconseguir que el punt de separació de la capa límit es mogui el més enrere possible per reduir la mida de la estela turbulenta al mínim. S’ha de fer especial atenció tant a la forma aerodinàmica a la part posterior, com en la part anterior del vehicle. La forma de la part anterior del vehicle és molt important en tant que determina la posició del punt de separació a la part posterior del mateix. S’aconsegueix la mínima pertorbació de les línies de corrent emprant un frontal arrodonit, de manera que és la forma més adequada. En el cas dels camions, aquestes formes no són tot lo arrodonides que es volgués, generant zones de turbulències al llarg de tot el lateral del vehicle. Això es pot comprovar en la següent figura on es compara el flux al voltant d’un vehicle amb frontal quadrat amb un frontal arrodonit.
Circulant en un vehicle de dues rodes, si un vehicle ens avança, per exemple un camió o vehicle articulat a gran velocitat, el primer que notarem serà una empenta. Posteriorment notarem com una aspiració que tirarà de nosaltres cap al camió i finalment notarem un cop de vent de front, tot això fruit de l’aire que envolta i que desplaça el vehicle articulat al seu pas.
En el cas d’un vehicle de dues rodes, aquestes forces poden ser suficients per generar la pèrdua de control i caiguda del vehicle, una caiguda que no deixarà vestigis en els vehicles per contacte ni a la calçada en el punt d’interacció, de manera que estarem davant d’un accident sense col·lisió.
Jordi Rivera García
IPSUM Reconstrucción de Accidentes de Tráfico