El airbag y su funcionamiento

Raúl Fernández Canales »

A lo largo de los años la industria de los automóviles está haciendo especial hincapié en la seguridad de los mismos, por encima incluso de la estética o de las prestaciones. Desde los sistemas de frenado ABS, sistemas de control de estabilidad ESP…hasta el cinturón de seguridad, ya obligatorio en todos los vehículos. Uno de los avances más significativos, se ha logrado con el Airbag, que junto con el cinturón de seguridad, puede reducir hasta en un 30% el riesgo de muerte en una colisión frontal.

En 1970, Porsche hace las primeras pruebas de hinchado, con recipientes que contienen gas a presión. En 1977, Bosch consigue dispositivos explosivos para airbag y empieza su fabricación, pero no es hasta 1981, cuando Mercedes, lanza la primera gama de vehículos equipados con airbag.

¿Cómo es su funcionamiento?

El airbag, como su propio nombre indica, es una bolsa de aire que se activa por unos sensores de choque que detectan una desaceleración brusca, inflándose estos en un tiempo entre 20 y 60 milésimas de segundo pero, ¿cómo se consigue que se hinche tan rápido?. Es en este punto donde cobra especial importancia la química.

El airbag funciona gracias a un compuesto llamado azida de sodio NaN₃ , el cual a temperatura ambiente es estable, pero al subir la temperatura hasta 275ºC se descompone según la siguiente ecuación:

2 NaN₃ ⟶ 2 Na + 3 N₂ (1)

Para alcanzar la temperatura necesaria para esta descomposición, se dispone de un mecanismo formado por una bola de metal que, al chocar, cierra un circuito eléctrico que enciende una mezcla de boro y nitrato sódico (B + NaNO₃) cuyo calor de reacción es el que produce la descomposición del NaN₃.

Haciendo los cálculos estequiométricos, podemos deducir que con 130 g ( 2 moles) de NaN₃ (PM 65g/mol), en condiciones normales, producen 3 moles de N2, lo que ocupa un volumen aproximado de 67.2 l.( ya que el volumen de un mol de gas en condiciones normales es de 22,4l.).

¿Cómo eliminamos las sustancias peligrosas?

Uno de los problemas que se presentan es que el sodio(Na) es muy reactivo y explosivo, por lo que para eliminarlo, se hace reaccionar de forma inofensiva con otras sustancias (KNO₃) como observamos en la siguiente reacción:

10 Na + 2 KNO₃ ⟶ K₂O + 5 Na₂O + N₂(g) (2)

A pesar de esta última reacción, aún se mantiene el problema de que el Na₂O y K₂O son altamente reactivos, por lo que se hace intervenir otra sustancia como el SiO₂:

K₂O + Na₂O + 2 SiO₂ ⟶ 2 KNaSiO₃ (s) (3)

Así, finalmente conseguimos eliminar el riesgo, formando KNaSiO₃, sustancia inocua en forma de polvo blanco.

Una vez hinchado el airbag, gracias a esta serie de reacciones químicas, éste, frena el impacto del ocupante evitando su golpeo contra el volante o salpicadero y se desinfla a través de unos pequeños agujeros que tiene la bolsa.