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Equipo

EquipmentCheck | Mochilas con airbag para avalanchas

¿Qué hay detrás de los distintos sistemas?

09/01/2025
Teja Stüwe
El peligro de las avalanchas nos acompaña a los entusiastas de los deportes de invierno, pero los equipos modernos, como las mochilas con airbag para avalanchas, pueden mejorar significativamente las posibilidades de supervivencia en caso de emergencia. Diversos estudios científicos han investigado la eficacia real de los airbags para avalanchas. En un estudio sobre la eficacia de los airbags para avalanchas realizado por Haegeli et al. (2014)[1], se descubrió que un airbag inflado puede evitar alrededor de la mitad de las muertes de víctimas de avalanchas atrapadas en una avalancha de tamaño 2 o superior. La tasa de no despliegue encontrada es del 20% y es, por tanto, el factor limitante del airbag.

Los fundamentos

Los airbags de avalancha utilizan el llamado efecto nuez de Brasil (también conocido como efecto muesli): Cuando se agita una mezcla, las partículas más grandes, como las nueces de Brasil, suben hacia arriba, mientras que las más pequeñas, como los cacahuetes, se deslizan hacia abajo. Explicado de forma sencilla, las partículas pequeñas caen en los huecos entre las partículas más grandes en cuanto se agita o se mueve la mezcla. Este efecto es fácil de observar, pero el trasfondo físico exacto sigue siendo un misterio que aún hoy desconcierta a los científicos. Las mochilas airbag para avalanchas aprovechan precisamente este efecto. Al inflarse, aumentan su propio volumen y, por tanto, la probabilidad de permanecer en la superficie de la avalancha. Sin embargo, al llevar un airbag para avalanchas, debe ser consciente de que este efecto puede no funcionar en absoluto en determinadas situaciones y, por lo tanto, no aumenta sus posibilidades de supervivencia. Puede ponerse en la posición de una nuez de Brasil y considerar brevemente si ahora tiene ventaja sobre los "cacahuetes" o no. Ejemplos de situaciones en las que el airbag no ofrece ninguna ventaja son las trampas del terreno, como agujeros profundos o zanjas. Una mochila con airbag no ayuda en estos casos, ya que el terreno acumula la nieve en depresiones o detrás de obstáculos. Como resultado, el portador puede quedar enterrado o atrapado a pesar de la flotabilidad. Otro ejemplo son las avalanchas de nieve húmeda: En este caso, el mayor peligro no reside tanto en quedar sepultado como en la fuerza de la avalancha, que puede causar graves lesiones mecánicas, fracturas óseas o lesiones internas.

Se puede distinguir entre diferentes tipos de globos airbag. La mayoría de los sistemas utilizan un airbag monocámara, cuyo volumen varía en función del modelo. Sin embargo, ahora también se han desarrollado sistemas de doble cámara. ABS ha introducido el denominado TwinBag, en el que se inflan dos globos de airbag separados. El Arva Reactor también tiene un sistema de doble airbag con dos cámaras separadas. Si uno de los airbags se daña, el otro sigue proporcionando protección. Mammut ha desarrollado el denominado Sistema de airbag de protección, que protege la zona de la cabeza y ofrece así una protección adicional contra traumatismos para evitar lesiones mecánicas.

Los sistemas de airbag para aludes también pueden dividirse en mecánicos y electrónicos. Los sistemas mecánicos se dividen a su vez en sistemas de presión de gas y de presión de aire. En el caso de los sistemas electrónicos, se distingue entre los que funcionan con batería y los que funcionan con supercondensador. Los principios físicos básicos de estos sistemas son decisivos para las ventajas y desventajas basadas en ellos, por lo que merece la pena echar un vistazo entre bastidores.

Sistemas mecánicos

Los airbags de avalancha mecánicos se caracterizan por su facilidad de uso, ya que no es necesario encenderlos. Constan de un gatillo manual que se activa tirando de una manivela. La activación mecánica o pirotécnica abre el cartucho de gas y el gas comprimido (aire, nitrógeno, argón o dióxido de carbono) fluye hacia el interior del airbag y lo infla.

Con los sistemas de activación mecánicos, el airbag se activa mediante un asa con un sistema de tracción por cable: Un tirón de la manilla de despliegue tensa un cable que acciona un muelle. Esto acciona una aguja que perfora el cartucho, liberando el gas que llena el airbag.

Con el despliegue pirotécnico, el asa contiene un dispositivo explosivo que desencadena una pequeña explosión cuando se tira de ella. Un pasador metálico, empujado por el dispositivo explosivo, perfora finalmente el cartucho y el gas se escapa. Después de un disparo de este tipo, tanto el cartucho como la empuñadura de disparo deben ser sustituidos. En la actualidad, los mecanismos de despliegue pirotécnico sólo se utilizan en ABS mochilas para aludes.

La mayoría de los sistemas de airbag mecánicos tienen una boquilla Venturi además del cartucho, que también aspira aire del exterior cuando se despliega el airbag. El efecto Venturi se produce cuando la velocidad del gas aumenta durante una constricción, provocando una caída de la presión. Esto puede describirse mediante la ecuación de Bernoulli. Debido a esta menor presión, el aire es aspirado desde el exterior. Alrededor de un tercio del airbag inflado consiste en el gas del cartucho, mientras que dos tercios están llenos de aire ambiente.

Los cartuchos suelen tener una presión de entre 200 y 300 bares y están hechos de aluminio, acero o carbono, dependiendo del fabricante. Algunos fabricantes incluso ofrecen tanto un cartucho más caro y ligero hecho de carbono como una versión más barata y pesada hecha de acero o aluminio. Pero, ¿cuál es la diferencia entre los sistemas de aire a presión, nitrógeno comprimido, argón o dióxido de carbono? Los sistemas de aire comprimido son los más sencillos y, por tanto, los más baratos de recargar. En cambio, la mayoría de los cartuchos de gas a presión deben ser sustituidos completamente o rellenados por el fabricante. Aparte de esto, los sistemas de aire a presión son funcionalmente idénticos a los sistemas de gas a presión. En cuanto a la elección del gas en el cartucho, se plantea la cuestión de cómo se reducen las posibilidades de supervivencia en caso de sepultamiento si el airbag se despliega pero luego resulta dañado. En ese caso, se podría inhalar aire normal o un gas como el dióxido de carbono, el nitrógeno o el argón, gases que pueden reducir el contenido de oxígeno. En tales circunstancias, los sistemas de aire presurizado pueden ofrecer una ventaja sobre los sistemas de gas presurizado. Entre los sistemas de gas a presión, los de dióxido de carbono tienen otra característica especial. A diferencia de otros gases, el dióxido de carbono está en forma líquida cuando se presuriza. Esto supone un importante ahorro de volumen, lo que permite utilizar cartuchos más pequeños, una clara ventaja en términos de tamaño y peso del envase. En los sistemas basados en dióxido de carbono, éste puede congelarse parcialmente en condiciones de frío durante una descompresión rápida. Esto hace que el hielo seco se deposite en el cartucho, lo que puede dificultar el proceso de inflado. El sistema Alpride 2.0 es el único del mercado que utiliza dióxido de carbono. Sin embargo, este problema se ha resuelto combinando dióxido de carbono con argón, un gas que se congela con menos facilidad. Esto significa que el airbag sigue funcionando de forma fiable incluso a bajas temperaturas.

Los cartuchos presurizados de los airbags mecánicos para avalanchas están clasificados como mercancías peligrosas cuando se viaja en avión. Según las directrices de la IATA (Asociación Internacional de Transporte Aéreo), en un avión puede transportarse una mochila con cartucho para airbag de avalancha por persona. La mochila debe ir embalada de forma que se impida su despliegue involuntario y los airbags deben estar equipados con válvulas de alivio de presión. En algunos casos, también se requiere notificación previa. Se aplica una excepción a los vuelos a EE.UU. y Canadá y dentro de estos países: en este caso, el cartucho debe desinflarse completamente antes del vuelo. Las mochilas electrónicas con airbag para avalanchas, por otro lado, pueden transportarse sin necesidad de registro y sin restricciones.

Un aspecto psicológico importante de los airbags mecánicos para avalanchas es que el coste recurrente de desplegar un airbag podría hacer que el usuario dudara en una situación de emergencia. Esto es especialmente problemático si no está seguro de si una avalancha potencial causará realmente un sepultamiento o si sólo se trata de nieve suelta inofensiva que se deslizará con ella.

Los airbags mecánicos para avalanchas son muy eficaces en situaciones de emergencia.

Como transición a los sistemas electrónicos, cabe mencionar el sistema ABS P.RIDE. Aunque se clasifica como un sistema mecánico, ya que tiene un cartucho de gas a presión, el sistema también contiene componentes eléctricos que permiten que el compañero se active por radio. Un encendedor eléctrico genera presión, lo que hace que el cartucho de gas sea perforado por una aguja. El sistema de disparo funciona con una batería de polímero de litio. Una de las principales ventajas es que el porcentaje de no disparo del 20% mencionado anteriormente puede reducirse mediante el disparo por el compañero. Sin embargo, este sistema también tiene algunas desventajas: Todos los compañeros de esquí de travesía deben tener la misma mochila, el sistema contiene componentes eléctricos sensibles a la temperatura y es posible que todos los compañeros tengan que cambiar el cartucho y la unidad de disparo después de un disparo accidental.

Ventajas de los sistemas de airbag de avalancha mecánicos

  • Más ligeros que los sistemas electrónicos

  • Más baratos que los sistemas electrónicos

  • Estables a la temperatura

  • Gran alcance

Desventajas de los sistemas de airbag de avalancha mecánicos

    • Uso único

    • Reemplazo del cartucho de gas

    • Costes recurrentes

    • Restricciones al viajar en avión

    La siguiente tabla proporciona una visión general de los sistemas de airbag de avalancha mecánicos actuales (a fecha de 2024) y una clasificación de los mecanismos de activación y los sistemas de presión de aire o gas descritos en el artículo.

    Sistemas mecánicos

    Sistema

    Mecanismo de disparo

    Contenido del cartucho*

    Marca

    ABS Easy Tech

    mecánica

    N2

    ABS

    ABS Solid/ P.RIDE

    pirotécnico

    N2

    ABS

    Alpride 2.0

    mecánico

    CO2 y Ar

    ABS, Scott, Black Diamond, Ferrino

    Avabag

    mecánico

    N2 o presión de aire

    Ortovox

    Flota Airbag 2.0

    mecánico

    presión de aire

    BCA

    Sistema de airbag extraíble 3.0/ Sistema de airbag de protección 3.0.0

    mecánico

    N2 o presión de aire

    Mammut

    Reactor 2.0

    mecánico

    N2 o Ar

    Arva

    *N2 = nitrógeno, Ar = argón

Sistemas electrónicos

Los airbags electrónicos deben cargarse y conectarse antes de su uso. En cuanto se tira del asa, un cable mecánico activa el mecanismo de inflado. La batería o el supercondesador alimentan un ventilador de alta velocidad que introduce aire ambiental en el airbag.

Sistemas alimentados por batería

En los sistemas alimentados por batería, la energía se almacena químicamente y se convierte en energía eléctrica cuando se despliega el airbag, que luego el ventilador de alta velocidad convierte en energía mecánica para inflar el airbag.

El único sistema alimentado por batería que existe actualmente en el mercado es el sistema JetForce, que se utiliza en las mochilas con airbag para avalanchas Black Diamond y PIEPS. El sistema JetForce utiliza una batería de iones de litio que permite cuatro o más despliegues del airbag por carga. También permite rellenar el airbag a intervalos regulares (aproximadamente cada 20 segundos), lo que significa que se puede mantener su volumen aunque esté dañado. Al cabo de tres minutos, el airbag se desinfla y crea una cavidad respiratoria de unos 200 litros para la persona atrapada, lo que puede suponer una importante ventaja de supervivencia. Se dice que la batería del Jetforce es operativa hasta -30 °C, pero tanto las temperaturas muy altas como las bajas acortan su vida útil. A temperaturas más bajas, la capacidad de las baterías disminuye, lo que reduce la producción de energía. Las baterías funcionan peor a bajas temperaturas porque las reacciones químicas que generan electricidad se ralentizan. Esto aumenta la resistencia interna y reduce la capacidad de la batería. En el sistema Jetforce, esto se compensa instalando una batería que, en realidad, es demasiado grande. Rara vez se necesitan cuatro inflados de airbag por carga. Sin embargo, si puede utilizar el airbag cuatro veces con una carga completa, puede estar seguro de que seguirá funcionando de forma fiable incluso cuando la batería esté baja y a temperaturas muy bajas.

El único otro sistema alimentado por batería que nunca llegó al mercado europeo fue el Arc'teryx Voltair. Este sistema estaba alimentado por una batería de polímero de litio. Este tipo de baterías utilizan un electrolito polimérico en lugar de un electrolito líquido y tienen una mayor densidad energética que las baterías de iones de litio convencionales. Sin embargo, Arc'teryx señala ahora que el sistema Voltair no debe utilizarse a temperaturas inferiores a -20 °C. La escasa estabilidad a la temperatura de la batería de polímero de litio fue el factor decisivo para la retirada del producto.

Ventajas de los sistemas de airbag de avalancha con batería

  • Pruebas sencillas y gratuitas

  • Sin costes recurrentes

  • Múltiples activaciones con una sola carga de batería

  • El airbag se desinfla, para formar una cavidad de respiración con aire

  • Sin restricciones al viajar en avión

Desventajas de los sistemas de airbag de avalancha con batería

    • Sistema pesado

    • Más caro que los sistemas mecánicos

    • Poca variedad

    • Carga lenta

    • Duración limitada de la batería

    • El rendimiento de la batería se degrada con el tiempo (temperaturas extremas)

    .

Sistemas impulsados por supercondensadores

En los sistemas impulsados por supercondensadores, la energía se almacena electrostáticamente y se convierte en energía eléctrica cuando se despliega el airbag, que luego el ventilador de alta velocidad convierte en energía mecánica para inflar el airbag.

Existen diferentes tipos de supercondensadores. Sin embargo, en los sistemas de airbag antiavalancha se utilizan los llamados condensadores de doble capa. Un condensador de doble capa almacena energía electrostáticamente mediante la formación de una doble capa en las interfaces entre el material del electrodo y el electrolito. Comparados con baterías de la misma masa, los supercondensadores sólo tienen alrededor de un 10 % de densidad energética. En cambio, su densidad de potencia es entre diez y cien veces superior, lo que significa que los supercondensadores pueden cargarse y descargarse mucho más rápido. La descarga rápida es ideal para aplicaciones en airbags. Los supercondensadores también son mucho más ligeros que las baterías convencionales y menos sensibles a la temperatura, ya que la energía se almacena electrostáticamente en lugar de químicamente. Esto significa que pueden utilizarse en un amplio rango de temperaturas sin comprometer su rendimiento. Los supercondensadores tienen un ciclo de carga y descarga más estable, ya que no hay reacción química, lo que les confiere una larga vida útil. Pueden pasar por millones de ciclos de carga sin perder rendimiento. Sin embargo, debido a su limitada capacidad de almacenamiento de energía, sólo es posible un número limitado de activaciones por unidad de carga. Por lo tanto, los sistemas que funcionan con supercondensadores también requieren una batería que mantenga el nivel de carga del supercondensador y pueda recargar el supercondensador después de que el airbag se haya desplegado para permitir múltiples despliegues.

Actualmente hay tres sistemas que funcionan con supercondensadores en el mercado. El Alpride E1, el Alpride E2 y el sistema Litric. Wobie Alpride E2 es la versión más nueva y mejorada de Alride E1. El sistema Alpride E2 consta de tres condensadores de doble capa y dos pilas AA. Esto significa que el airbag puede utilizarse hasta tres meses sin necesidad de recargarlo. Una vez desplegado el airbag, el supercondensador puede recargarse en 40 minutos con las pilas AA (o en 20 minutos con una conexión eléctrica).

El sistema Litric consta de nueve condensadores de doble capa y una batería de iones de litio no extraíble y recargable. Litric afirma una autonomía de 90 horas sin necesidad de recarga. La carga sólo puede realizarse con una conexión a la red eléctrica y tarda 25 minutos.

Ventajas de los sistemas de airbag de avalancha con supercapacitor

  • Más ligeros que los sistemas con batería

  • Pruebas fáciles y gratuitas

  • Rápida carga y descarga

  • Larga vida útil

  • Menos sensibles a la temperatura

  • Sin restricciones cuando se viaja en avión

Desventajas de los sistemas de airbag de avalancha con supercapacitor

    • Más caros que los sistemas mecánicos

    • Opción limitada

    • Almacenamiento de energía limitado

    • Requiere batería adicional

    La siguiente tabla proporciona una visión general de los sistemas de airbag de avalancha electrónicos actuales (a partir de 2024) y su clasificación como sistemas alimentados por batería o por supercondensador, así como el peso de su sistema.

Sistemas alimentados por batería

Sistema

operado con

Peso del sistema

Barras

Jetforce

Batería de iones de Liion battery

1500g

Black Diamond, Pieps

Sistemas alimentados por supercondensador

Alpride E1

Supercondensador,

2 pilas AA

1280g

Black Diamond, Ferrino, Osprey, Scott

Alpride E2

Supercapacitor,

2 pilas AA

1140g

ABS, Alpride, BCA, Black Diamond, Deuter, Millet, Osprey, POC, Scott

Litric

Supercondensador,

Batería de iones de litio

1100g

Arcteryx, Orthovox

[1] Haegeli, P., Falk, M., Zweifel, B., Procter, E., Jarry, F., Logan, S., Kronholm, K., Biskupic, M., & Brugger, H. (2014). La eficacia del airbag de avalancha. Bergundsteigen

Nota

Este artículo ha sido traducido automáticamente con DeepL y posteriormente editado. Si, a pesar de ello, detectáis errores ortográficos o gramaticales, o si la traducción ha perdido sentido, no dudéis en enviar un correo electrónico a la redacción.

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