Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

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1 SEGURANÇA, RECONSTITUIÇÃO DE ACIDENTES E SIMULAÇÃO EM ELEMENTOS FINITOS DE IMPACTO COM VEÍCULOS LIGEIROS Luís Miguel Vala Elias Pimentel de Oliveira Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica Júri Presidente: Prof. Doutor Nuno Manuel Mendes Maia Orientador: Prof. Doutor João Manuel Pereira Dias Vogal: Prof. Doutor Luís Alberto Gonçalves de Sousa Setembro de 2008

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4 Agradecimentos Queria começar por agradecer ao Prof. João Dias pela orientação do trabalho, o apoio e disponibilidade para esclarecer dúvidas do mesmo e ainda as ideias originais para serem testadas e introduzidas. Ao IDMEC, bem como à DGV, Allianz e à PRP pela bolsa fornecida no âmbito do projecto MRRA. Aos meus pais e ao meu irmão por todo o apoio que me deram ao longo de todo o trabalho, especialmente nos picos mais intensos de stress. Aos meus colegas e amigos Tiago, Luís e Rui pela ajuda que me deram para o trabalho quando esta se revelou necessária e pelos laços de amizade que se formaram entre nós. A todos os meus grandes amigos que sempre estiveram comigo ao longo de todo o curso e que sempre me apoiaram quando foi preciso e a quem foi um prazer retribuir esse apoio. ii

5 Resumo Hoje em dia, a redução das taxas de sinistralidade é um assunto premente, sendo os acidentes de viação uma das principais causas de morte. Neste trabalho estuda-se a relação entre os equipamentos de segurança dos veículos e a redução da sinistralidade através da reconstituição de acidentes e pesquisa bibliográfica. Desenvolveu-se um modelo em elementos finitos em ANSYS/LS-DYNA de um veículo ligeiro de passageiros, tendo por base um modelo existente em LS-DYNA e simulou-se um impacto frontal. Foi possível verificar muitas dificuldades na conversão do modelo, sendo o processo moroso e complexo. Algumas limitações encontradas no ANSYS/LS-DYNA que não existem no LS-DYNA, há certos tipos de operações que são manifestamente mais simples em LS-DYNA. O modelo produziu resultados satisfatórios e que pode ser aperfeiçoado em estudos futuros na área de segurança passiva de automóveis, tal como embate contra outros veículos, barreiras de segurança ou obstáculos, por exemplo. Da reconstituição de acidentes, concluiu-se que as principais causas foram excesso de velocidade e/ou de álcool, manobras perigosas e desrespeito da distância de segurança. Concluiu-se que nos acidentes laterais e traseiros, os ocupantes do veículo que embate frontalmente estão melhor protegidos que os que recebem o impacto na lateral ou traseira. Também os ocupantes dos veículos maiores e mais pesados estão melhor protegidos. Nos acidentes em que alguns dos ocupantes não utilizavam o cinto de segurança, estes tiveram sempre ferimentos mais graves que os que viajavam no mesmo veículo usando-o. Verificou-se ainda que os veículos mais modernos e mais seguros protegem melhor os ocupantes. Palavras-chave Reconstituição de Acidentes Elementos Finitos Segurança de Veículos Impacto ANSYS LS-DYNA iii

6 Abstract The reduction of road death tolls is a major issue nowadays, being the fatalities on the roads one of the main death causes across the world. Increasing vehicle safety is one very efficient way to reduce road related fatalities. In this work, it is studied the relation between vehicle safety equipments and the reduction of road fatalities by real-life accidents reconstruction and reference research. A finite elements model of a light passengers vehicle is developed. A finite elements model of a light passengers vehicle was developed in ANSYS/LS-DYNA, based on a LS-DYNA existing model and a frontal impact was simulated. It was possible to verify many difficulties in the model conversion, being the process very long and time-consuming. The model yielded reasonable results and can be improved in further studies in the area of vehicle safety, such as impact against other vehicles, safety barriers or obstacles. From the accident reconstruction, it was concluded that most accidents were caused by excessive speed, driving under influence of alcohol, dangerous maneuvers and disregard of the safety distance. It was also verified that in both rear and side impacts, the occupants of the vehicle that crashes frontally is better protected than those of the vehicle that receives the impact on side or rear. The occupants of larger and heavier vehicles are also better protected. In the accidents were some occupants were not wearing safety belts, they always had more severe injury than those that were wearing proper restraint. Occupants of more modern vehicles with more safety equipments were also better protected. Keywords Accident Reconstruction Finite Elements Vehicle Safety Impact ANSYS LS-DYNA iv

7 Glossário ANSR Autoridade Nacional de Segurança Rodoviária OMS Organização Mundial de Saúde UE União Europeia PC-Crash Programa informático utilizado na reconstituição de acidentes. VM Vítimas Mortais. FG Feridos graves. FL Feridos ligeiros ou feridos leves. TAS Taxa de álcool no sangue. TV Todos os veículos Acidente Ocorrência na via pública ou que nela tenha origem envolvendo pelo menos um veículo, do conhecimento das entidades fiscalizadoras (GNR, GNR/BT e PSP) e da qual resultem vítimas e/ou danos materiais. Acidente com vítimas Acidente do qual resulte pelo menos uma vítima. Acidente mortal Acidente do qual resulte pelo menos uma vítima mortal. Acidente com feridos graves Acidente do qual resulte pelo menos um ferido grave, não tendo ocorrido qualquer morte. Acidente com feridos leves Acidente do qual resulte pelo menos um ferido leve, e em que não se tenham registado vítimas mortais nem feridos graves. Vítima Ser humano que em consequência de acidente sofra danos corporais. Morto ou vítima mortal Vítima de acidente cujo óbito ocorra no local do evento ou no seu percurso até à unidade de saúde. Para obter o número de vítimas mortais a 30 dias 1, aplica-se a este valor um coeficiente de 1,14. Ferido grave Vítima de acidente cujos danos corporais obriguem a um período de hospitalização superior a 24 horas. Ferido leve/ligeiro Vítima de acidente que não seja considerada ferida grave. Condutor Pessoa que detém o comando de um veículo ou animal na via pública. Passageiro Pessoa afecta a um veículo na via pública e que não seja condutor. Ocupante Pessoa que se encontra de um veículo na via pública podendo ser condutor ou passageiro. Peão Pessoa que transita na via pública a pé e em locais sujeitos à legislação rodoviária. Consideram-se ainda peões todas as pessoas que conduzam à mão velocípedes ou ciclomotores de duas rodas sem carro atrelado ou carros de crianças ou de deficientes físicos. Índice de gravidade Número de vítimas mortais por 100 acidentes com vítimas. EES Equivelent Energy Speed Velocidade de Energia Equivalente velocidade à qual seria necessário o veículo embater numa barreira rígida para originar os danos verificados no mesmo 1 Definição internacional (Convenção de Viena) v

8 Índice Agradecimentos... ii Resumo... iii Palavras-chave... iii Abstract... iv Keywords... iv Glossário... v Índice... vi Índice de Figuras... viii Índice de Tabelas... x 1 Introdução Motivação Pesquisa Bibliográfica A Segurança dos Veículos e a Sinistralidade Rodoviária Modelos em Elementos Finitos Reconstituição Científica de Acidentes Objectivos e organização do trabalho 8 2 Reconstituição de Acidentes de Viação Metodologia para a Reconstituição de Acidentes Construção do Cenário do Acidente Modelos dos veículos Processo de optimização Exemplos de Acidentes Reconstituídos Acidente I - Colisão lateral entre dois veículos ligeiros de mercadorias (derivados de turismo) Acidente II - Colisão lateral entre veículo ligeiro de mercadorias e veículo ligeiro de passageiros Acidente III - Colisão lateral entre veículos ligeiros Acidente IV - Colisão frontal entre dois veículos ligeiros Acidente V - Despiste de veículo ligeiro de passageiros Acidente VI - Impacto de traseira entre veículo todo-o-terreno e ligeiro de passageiros Acidente VII - Colisão lateral e frontal envolvendo vários veículos Acidente VIII - Colisão traseira entre dois veículos ligeiros de passageiros Discussão 65 3 Modelação e Simulação de Impacto Frontal com Veículo Ligeiro em ANSYS/LS-DYNA Modelação do Veículo Simulações Efectuadas com o Modelo em Elementos Finitos 71 4 Medidas para a Redução da Sinistralidade Rodoviária Medidas Relativas a Condutores 73 vi

9 4.2. Medidas Relativas aos Veículos Medidas Relativas às Vias 75 5 Conclusões e Desenvolvimentos Futuros Conclusões Desenvolvimentos Futuros 77 6 Bibliografia vii

10 Índice de Figuras Figura 1 - Número de mortos por milhão de habitantes em 1996 e 2005 na UE... 1 Figura 2 - Distribuição do número de vítimas mortais por tipo de veículo na UE... 2 Figura 3 - Variação percentual do número de acidentes com vítimas e do número de mortos entre 1996 e 2005, nalguns países da UE... 2 Figura 4 - Evolução entre 1988 e 2007 do índice de gravidade dos acidentes ocorridos em Portugal... 3 Figura 5 - Evolução do número de vítimas mortais por 100 milhões de quilómetros percorridos na Austrália... 3 Figura 6 - Triângulo da segurança rodoviária... 4 Figura 7 Tipos de equipamentos de segurança num veículo... 5 Figura 8 - Exemplo de cenário de acidente Figura 9 - Optimizador do PC-Crash Figura 10 Exemplo de simulação visualizada em 3D Figura 11 Danos no Peugeot Figura 12 Danos no Opel Corsa Figura 13 - Fotos e planta do local do acidente I Figura 14 - Modelos Reais e computacionais de visualização dos veículos Figura 15 - Fotogramas da Simulação do Acidente I Figura 16 - Fotogramas da simulação computacional do acidente I Figura 17 - Deformações no Fiat Uno Figura 18 - Local do acidente II Figura 19 - Fotogramas da simulação do acidente II Figura 20 - Deformações na Mercedes Sprinter Figura 21 Mercedes Sprinter com uma EES de 34~36km/h Figura 22 - Danos registados no Opel Corsa Figura 23 Opel Corsa com um impacto lateral com uma EES de 19~21km/h Figura 24 - Veículos estacionados danificados na fase secundária do acidente III Figura 25 - Fotogramas da simulação computacional do acidente III Figura 26 - Análise do local do acidente IV Figura 27 Danos no Honda CRX Del Sol Figura 28 - Veículo Honda Civic com EES de 49km/h Figura 29 Danos no veículo Citroën Saxo Figura 30 - Veículo Citroën Saxo com EES de 58km/h Figura 31 Danos no Opel Corsa Figura 32 - Fotogramas da simulação referente ao impacto primário do acidente IV Figura 33 - Deformações encontradas no Fiat Marea Figura 34 - Vestígios que evidenciam a não utilização do cinto de segurança Figura 35 - EES de veículos de características construtivas semelhantes ao sinistrado Figura 36 - Local do acidente V Figura 37 - Fotogramas da simulação computacional do acidente V Figura 38 - Danos verificados no Rover 213 SE viii

11 Figura 39 - Veículo com uma EES de impacto traseiro de 54-58km/h Figura 40 - Danos registados no Opel Frontera Figura 41 - Veículo com deformações dianteiras com EES de 24 a 26km/h Figura 42 - Local onde ocorreu o acidente VI Figura 43 - Fotogramas da simulação computacional do acidente VI Figura 44 - Danos registados no Mercedes E Figura 45 - Danos no Citroën Saxo Figura 46 - Danos no Opel Vectra Figura 47 - Fotogramas da simulação computacional do impacto primário do acidente VIII Figura 48 - Fotogramas da simulação computacional do impacto secundário do acidente VIII Figura 49 - Fotografias do local do acidente VIII Figura 50 - Danos do Renault Clio Figura 51 - Veículos com EES conhecidas a fim de estimar a do Renault Clio Figura 52 - Danos registados no Citroën Saxo Figura 53 Exemplo de EES de 14 km/h para um veículo semelhante ao Citroën Saxo 2 com impacto semelhante ao registado na sua dianteira Figura 54 - Deformações no Honda Civic VTi Figura 55 Veículo de características semelhante ao Honda com EES entre 46 e 48 km/h Figura 56 - Deformações registadas no Citroën Saxo Figura 57 Veículo Citroën Saxo com EES entre 57 e 59 km/h Figura 58 Fotogramas do despiste do Honda Civic Figura 59 - Fotogramas da simulação do impacto do veículo nº 4 com o veículo nº Figura 60 - Modelo Real do Chevrolet Geo Metro Figura 61 - Modelo em elementos finitos Figura 62 - Representação gráfica de alguns modelos de materiais utilizados Figura 63 - Elemento SHELL Figura 64 - Resultados obtidos para as tensões de Von Mises Figura 65 - Crash-test ao mesmo veículo a 50km/h, 70km/h e 90km/h respectivamente ix

12 Índice de Tabelas Tabela 1 - Dados Gerais do Acidente I Tabela 2 - Dados Gerais do Acidente II Tabela 3 - Dados Gerais do Acidente III Tabela 4 - Dados Gerais do Acidente IV Tabela 5 - Dados Gerais do Acidente V Tabela 6 - Dados Gerais do Acidente VI Tabela 7 - Dados Gerais do Acidente VII Tabela 8 - Dados Gerais do Acidente VIII Tabela 9 Características de um aço macio Tabela 10 - Características de um material polimérico Tabela 11 - Características de um aço estrutural x

13 1 Introdução Neste capítulo é apresentada a motivação para desenvolver este trabalho, cujos principais objectivos são a reconstituição de acidentes de viação de modo a permitir determinar as causas dos acidentes e a importância dos equipamentos de segurança nos veículos e a construção de um modelo de um veículo ligeiro de passageiros em elementos finitos Motivação De acordo com a OMS [1], os acidentes de viação são responsáveis pela morte de mais de 1,2 milhões de pessoas, por ano, no Mundo. Diariamente, morrem nas estradas cerca de 1000 jovens com idades inferiores a 25 anos, sendo a primeira causa de morte nas idades entre os 15 e os 19 anos e a segunda nos grupos etários entre os 10 e os 14 e entre os 20 e os 24 anos de idade. Na União Europeia, o combate à sinistralidade é também uma questão premente. De facto, de acordo com o CARE [2], pode-se ver que a tendência geral é de descida, sendo a única excepção a este facto a Letónia, como se observa na Figura 1. Figura 1 - Número de mortos por milhão de habitantes em 1996 e 2005 na UE Como é observável na Figura 1, Portugal registou uma melhoria significativa, mas ainda assim, continua muito atrás dos países com menores taxas de sinistralidade. Por exemplo, enquanto na Holanda, Suécia e Reino Unido, o número de mortos por milhão de habitantes, em 2005, foi 45, 49 e 55 respectivamente, em Portugal foi de 118, ou seja, 2,6 vezes mais que a Holanda. A taxa de sinistralidade em Malta é muito inferior aos demais países, mas as características peculiares desse país e da sua rede viária não permitem uma comparação directa. 1

14 Considera-se, globalmente, que há três factores que podem contribuir, tanto para o acidente, como para as suas consequências: o factor humano, o factor via de circulação e o factor veículo. Repare-se então a distribuição de acidentes na União Europeia por tipo de veículo, na Figura 2. Figura 2 - Distribuição do número de vítimas mortais por tipo de veículo na UE Como se pode verificar, mais de metade dos que morreram em acidentes de viação eram ocupantes de veículos ligeiros de passageiros. De notar que há vítimas de outros tipos que podem resultar de acidente com veículo ligeiro, especialmente acidentes envolvendo veículos ligeiros e utentes vulneráveis (peões e veículos de duas rodas). Ainda com base nas estatísticas do CARE [2], é possível obter os dados da Figura 3, na qual se compara a variação percentual do número de acidentes com vítimas e do número de mortos entre 1996 e 2005 nalguns países da União Europeia. Figura 3 - Variação percentual do número de acidentes com vítimas e do número de mortos entre 1996 e 2005, nalguns países da UE Como se pode observar na Figura 3, a variação do número de mortos nunca é acompanhada pela variação do número de acidentes com vítimas. Para tal acontecer, há vários factores que podem contribuir para este facto, nomeadamente as directamente relacionadas com a protecção dos 2

15 obstáculos das vias e a evolução da segurança passiva dos veículos, sendo esta última a mais preponderante e será analisada mais adiante, em Os dados da ANSR [3] em 2007, em Portugal, permitem uma análise da evolução do índice de gravidade dos acidentes (número de mortos por 1000 acidentes com vítimas), como se observa na Figura 4. Figura 4 - Evolução entre 1988 e 2007 do índice de gravidade dos acidentes ocorridos em Portugal Como se pode verificar na Figura 4, entre 1988 e 2007, o índice de gravidade dos acidentes reduziu-se em duas vezes e meia, facto ao qual o aumento de segurança dos veículos em circulação não é alheio. Outro dado estatístico interessante é a evolução do número de mortes na estrada em função do número de quilómetros percorridos. Na Figura 5 pode-se ver a evolução do número de vítimas mortais por 100 milhões de quilómetros percorridos [5], na Austrália. Figura 5 - Evolução do número de vítimas mortais por 100 milhões de quilómetros percorridos na Austrália 3

16 Após a análise destes dados, é possível verificar que a gravidade dos acidentes, ao longo dos anos, não só tem diminuído, como tem diminuído mais que o número de acidentes com vítimas. Isto sugere, naturalmente, um incremento da segurança dos veículos, não só a nível da segurança activa, como da passiva Pesquisa Bibliográfica Neste capítulo efectua-se a pesquisa de algumas referências bibliográficas no âmbito dos objectivos deste trabalho A Segurança dos Veículos e a Sinistralidade Rodoviária na Figura 6: As causas de acidentes podem ser agrupadas, essencialmente, em três tipos, como se ilustra Figura 6 - Triângulo da segurança rodoviária Os acidentes, como o triângulo indica, podem ser causados por comportamentos de risco por parte do condutor ou dos peões, desobedecendo às regras de trânsito, por má concepção das vias ou ainda por deficiências nos elementos de segurança dos veículos ou na sua manutenção. Antes de prosseguir a análise, é preciso estabelecer quais os tipos de equipamentos de segurança que existem num veículo, como apresentado na Figura 7. 4

17 Figura 7 Tipos de equipamentos de segurança num veículo Um estudo realizado em 2000 por Tingvall e Lie [4], procurou estabelecer uma correlação entre o comportamento dos veículos em acidentes reais e a classificação obtida nos testes de impacto do EuroNCAP 2. De facto, este estudo conseguiu obter essa correlação, tendo determinado que os veículos envolvidos em acidentes que tinham obtido as melhores classificações produziram menos 30% de ferimentos graves e mortais que os veículos pior classificados. Dada a progressiva melhoria dos veículos a nível da segurança passiva, em parte com a crescente generalização de equipamentos de segurança passiva nos veículos e a correlação encontrada nesse estudo [4], é possível explicar o porquê do decréscimo da gravidade dos acidentes encontrada em 1.1. O elemento de segurança passiva mais importante num veículo automóvel é, por excelência, o cinto de segurança. Segundo dados da OMS [6], a utilização do cinto de segurança reduz a probabilidade de ferimentos graves ou morte num acidente entre 43% a 65%. Um estudo realizado pela NHTSA 3 [7] indica que 48% dos ocupantes com mais de 4 anos envolvidos em acidentes que não faziam uso de dispositivos de retenção, sobreviveriam se usassem o cinto de segurança. O próprio cinto de segurança tem sofrido várias evoluções que aumentam a sua eficácia, como o prétensor (que ajusta o cinto ao corpo quando se dá o acidente) e o limitador de esforço (que limita as cargas aplicadas sobre o peito pelo cinto), bem como avisadores de não utilização do cinto de segurança. Um excelente complemento do cinto de segurança são os airbags, os quais impedem a colisão entre os passageiros e o interior do veículo onde viajam. De facto, ainda recorrendo ao estudo da NHTSA [7], é possível estimar que 53,72% os ocupantes com mais de 12 anos que morreram em 2 EuroNCAP European New Car Assessment Programme Organismo europeu independente que realiza crash-test a veículos novos, atribuindo-lhes uma classificação, procurando assim promover o incremento da segurança dos veículos vendidos, bem como informar os consumidores. 3 National Highway and Traffic Safety Administration Organismo governamental Norte-Americano homólogo à ANSR 5

18 acidentes sem cinto de segurança ou airbag sobreviveriam se utilizassem o cinto de segurança em conjugação com o airbag. Uma das evoluções mais recentes é o airbag de cortina, que consiste numa protecção de extrema importância. Um dos exemplos, é o EuroNCAP atribuir pontuação nula no crash-test lateral contra poste aos veículos que não tenham este equipamento de série, pois sem o mesmo, não se consegue garantir uma protecção eficaz da cabeça nesse tipo de acidente. Ainda um estudo [9] sugere que este tipo de airbag, nos impactos laterais, é responsável por uma redução dos valores de aceleração angular entre 60% e 70% e da aceleração linear até 70%, indicando assim elevado potencial para a redução de lesões no cérebro nesta tipologia de colisões. Além do cinto de segurança e dos airbags, a própria concepção da estrutura do carro desempenha um papel essencial na protecção dos ocupantes. As zonas de deformação programada são essenciais na redução dos valores de desaceleração a que os ocupantes estão sujeitos, sendo que a integridade do habitáculo deve ser preservada. Apesar de a segurança passiva ser determinante na redução do número de vítimas na estrada, a segurança activa ocupa um papel não menos importante. Um princípio que explica bem a sua importância é que, melhor do que estar bem protegido em caso de acidente, é não chegar a ter o acidente. Os elementos de segurança activa englobam uma extensa lista, nomeadamente, todos os equipamentos que estejam afectos aos órgãos de travagem, suspensão e direcção, bem como os dispositivos de iluminação e sinalização. Existe toda uma série de equipamentos recentes que melhoram significativamente a segurança activa do veículo. Um bom exemplo desses equipamentos é o ABS. O ABS é um sistema electrónico que gere a força de travagem, impedindo o bloqueio das rodas numa travagem de emergência, o que permite manter o controlo da direcção do veículo nessas condições. De acordo com [8], uma fonte que cita vários estudos, o ABS permite uma redução do risco de acidente de 9% a 11%, sendo esta redução mais significativa em condução com piso molhado (16% a 17%). Um equipamento que auxilia o ABS é a assistência à travagem de emergência. Este é um importante auxílio, pois muitos condutores, perante uma travagem de emergência, não aplicam de imediato a força máxima de travagem do veículo, o que acaba por aumentar a distância de travagem. Este sistema, ao detectar uma aceleração elevada no pedal de travão, aumenta a pressão hidráulica no circuito de travagem mais cedo, aumentando a eficácia do ABS. Um equipamento mais recente é o controlo de estabilidade, mais conhecido por ESP, embora a sua designação possa mudar consoante o construtor (VSC, VDC, ESC, etc.). Este equipamento ajuda a evitar acidentes que possam resultar de perda de controlo do veículo. Ele monitoriza o veículo através de sensores que medem a velocidade das rodas, bem como a aceleração angular do veículo e o ângulo da direcção. Assim, em caso de perda do controlo do veículo, actua sobre o sistema de travagem e sobre o motor, de modo a recuperar o mesmo. O ESP pode vir a ser um dos mais relevantes equipamentos de segurança dos veículos. De acordo com um estudo alemão [11], que comparou a sinistralidade entre modelos da DaymlerChrysler antes e depois de serem equipados com ESP, concluiu que se verificou uma redução de 40% dos acidentes com perda de controlo do veículo e de 16% em acidentes dos quais resultaram danos físicos para os ocupantes. Um estudo 6

19 japonês [10] verificou uma redução de acidentes em veículos com ESP de 30% em acidentes que envolveram apenas um veículo e de 35% em colisões frontais. No entanto, os equipamentos de segurança não podem ser utilizados para colmatar deficiências de projecto dos veículos. O facto de um dado veículo ter muitos equipamentos de segurança, por si, não quer dizer que será mais seguro que um que não os tenha. No entanto, o mesmo veículo é mais seguro tendo estes equipamentos de segurança que não os tendo. Há ainda outros equipamentos que podem contribuir para a redução da sinistralidade, como, por exemplo, o controlo da pressão dos pneus, as luzes automáticas, o cruise control adaptativo (que actua sobre a travagem do veículo em caso de redução da distância de segurança) ou o alerta de saída involuntária de faixa (o qual alerta o condutor quando este sai da sua faixa involuntariamente). A importância de alguns equipamentos de segurança é reconhecida internacionalmente e, nalguns casos, são tornados obrigatórios ou têm regulamentações específicas. Um dos casos mais visíveis é a obrigatoriedade de utilização do cinto de segurança. Outros exemplos são a profundidade mínima do rasto dos pneus, tipo de luzes nos veículos ou ainda inspecções periódicas aos veículos em organismos oficiais a fim de determinar se estes oferecem condições de segurança para poderem circular. Outros equipamentos, ainda que não obrigatórios, com o tempo acabam por se vulgarizar, sendo que neste aspecto os organismos de defesa do consumidor e o próprio consumidor têm um papel fundamental. Um dos exemplos são os airbags, que agora são muito vulgares, mas há poucos anos estavam reservados aos veículos topo de gama. No entanto, alguns equipamentos que podem ter um papel fundamental na redução da sinistralidade têm uma penetração no mercado muito lenta, como é o caso do ESP [12] Modelos em Elementos Finitos Para além do estudo de acidentes reais, os estudos efectuados com elementos finitos constituem também um importante elemento para a redução da sinistralidade rodoviária. Os modelos de elementos finitos são cada vez mais usados para estudar a segurança dos veículos, modelar equipamentos de segurança, a estrutura dos mesmos, os ocupantes e efectuar testes de impacto. Os testes de impacto são ferramentas preciosas no estudo da segurança passiva dos veículos, mas também uma ferramenta extremamente dispendiosa e demorada. Daí surgiu a necessidade de criar modelos computacionais em elementos finitos, permitindo que este género de estudos seja efectuado por mais empresas e pelas universidades. No entanto, a construção destes modelos é bastante complexa e demorada. O NCAC [24] National Crash Analysis Center nos Estados Unidos disponibiliza modelos de qualidade em LS-DYNA, permitindo o acesso gratuito a alguns destes modelos. Além de criar os modelos em elementos finitos, é necessária a sua validação, o que também é alvo de alguns estudos [13]. Um exemplo de área de interesse de estudo na segurança passiva, é a questão da compatibilidade de veículos [14] ou o projecto APROSYS []. Como é conhecido, os 7

20 acidentes entre veículos de diferentes características são normalmente mais perigosos para os veículos mais leves. Um exemplo disso são os acidentes entre veículos ligeiros e veículos pesados. No entanto, os estudos em elementos finitos não se limitam às estruturas e equipamentos dos veículos, sendo também, actualmente, usadas no projecto de modelação do corpo humano [15] ou de barreiras da estrada [16] Reconstituição Científica de Acidentes A reconstituição científica de acidentes surgiu, inicialmente, no ramo da aviação. No entanto, especialmente a partir do último quarto do século XX, começou a ser efectuada também nos acidentes de viação. Apesar de pouco difundida em Portugal, é já uma prática corrente nos países do Norte da Europa, nos Estados Unidos e no Canadá. A reconstituição científica de acidentes tem um papel fundamental na redução da sinistralidade. Estudar aprofundada e cientificamente um acidente é o melhor método para determinar as suas causas e quais os factores de risco que estiveram na origem do acidente, bem como contribuíram para a sua gravidade. Assim, pode-se determinar quais os métodos a implementar para a redução da sinistralidade, tais como a como a correcção da via em pontos de acumulação de acidentes, sobre que comportamentos de risco dos condutores é que se deve intervir, bem como quais as melhorias sobre as características dos veículos. Um exemplo disso, é um documento do estado australiano New South Wales [21], o qual consiste num guia de redução de sinistralidade através de redução de reconstituição de acidentes, bem como de auditorias de vias públicas. Naturalmente, a velocidade surge sempre como um dos pontos principais de análise de um acidente, como, aliás, é mencionado em [22]. Ela tem interesse, pois influencia as distâncias de paragem dos veículos, os danos físicos que resultam do acidente, a percepção que os condutores e peões têm dos demais utilizadores da via e tem ainda interesse do ponto de vista legal (determinação da causalidade do acidente face à existência de velocidade excessiva). Um outro exemplo da importância da reconstituição científica de acidentes, é um estudo realizado na Austrália [23], para o qual se recolheu dados de acidentes reais a fim de determinar o que causa ferimentos nos acidentes que resultam de capotamento de veículos, permitindo assim propor melhorias na construção dos veículos afim de melhor protegerem os ocupantes neste tipo de acidentes Objectivos e organização do trabalho Os objectivos deste trabalho são efectuar a reconstituição de acidentes de viação de modo a permitir determinar as causas dos acidentes e a importância dos equipamentos de segurança nos veículos e a construção de um modelo de um veículo ligeiro de passageiros em elementos finitos. A dissertação segue a seguinte estrutura: 8