Prediction of Vehicle Cabin Air Quality

Predicción de la calidad del aire de la cabina del vehículo

La calidad del microclima dentro de la cabina del vehículo influye sustancialmente en el rendimiento del trabajo del conductor y la tripulación y en la eficiencia operativa. Uno de los principales factores de la calidad del microclima es el contenido de dióxido de carbono en el aire de la cabina del vehículo, donde la fuente decisiva para aumentar la concentración de CO₂ es la respiración humana. El modelo matemático para la predicción del contenido de CO₂ en el vehículo en estado inestable se describe detalladamente en el artículo. El modelo se valida para dos ejemplos de la predicción de la concentración de CO₂: para un número variado de personas en un vehículo y para varias tasas de ventilación del vehículo. El método se verificó mediante un experimento, en el que la medición del contenido de CO₂ se realizó en un vehículo de pasajeros para la combinación de tasas de ventilación bajas y altas.

1. Introducción

La seguridad del tráfico es uno de los problemas cruciales de la sociedad actual. El número de medios de transporte ha ido aumentando constantemente, lo que tiene un efecto negativo en el número de accidentes de tráfico.

Según la Organización Mundial de la Salud, los accidentes de tráfico son la principal causa de muerte después de la apoplejía y el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) [1]. Anualmente, al menos 1,2 millones de personas mueren en accidentes de carretera y hasta 50 millones de personas resultan heridas. Hasta ahora, se estima que ha habido más de 30 millones de víctimas de accidentes de coche [2].

Los factores básicos que afectan a la seguridad vial son los siguientes: el factor humano (conductores, peatones, otros usuarios de la carretera), el diseño de seguridad de los vehículos (componentes activos, pasivos y de rescate), el medio ambiente (carretera, clima) y el sistema legislativo [3]. Al parecer, los fallos totalmente técnicos de los vehículos y los sistemas de transporte han sido relativamente raros debido al aumento permanente del nivel de fiabilidad y seguridad de los componentes y sistemas de los vehículos.  Muchos estudios muestran de manera convincente que más del 90% de todos los accidentes de tráfico están causados por errores humanos. Esto significa especialmente la disminución de la atención del conductor en la conducción, la influencia del alcohol y las drogas, los comportamientos agresivos al volante, la conducción a alta velocidad y otras influencias [4].  Un aumento de la concentración del conductor sería un paso sustancial en el campo de la seguridad vial.

Por lo tanto, se presta una atención permanente a la investigación de los problemas relacionados con la concentración y los reflejos del conductor, ya que mantener la atención sólo es posible durante un tiempo limitado. Por lo general, se trata de aproximadamente una hora de actividad intensiva y luego la mente pasará del estado de plena concentración al estado de relajación, luego se adormecerá y, en consecuencia, seguirá el estado de siesta, que a veces puede caer en el micro-sueño. Puede durar varios períodos de tiempo, desde fracciones de segundos hasta varios minutos o más. En el estado de relajación y somnolencia, el conductor sólo puede realizar el trabajo requerido parcialmente, pero en el estado de siesta o micro-sueño no es posible en absoluto. El micro-sueño es seguido por el despertar, que puede ser muy repentino y puede causar una reacción de pánico o miedo, y en el que los individuos pueden tomar decisiones precipitadas y a menudo muy equivocadas [5, 6].