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innovación al volante

Los ‘dummies’ son utilizados en los ‘crash test’ para conocer las posibles lesiones que pueden ocasionar los accidentes de coche en el cuerpo humano.

Texto: JAVIER VARELA
Fotos: HUMANETICS y EURO NCAP

Los accidentes de tráfico son una de las causas de mayor mortalidad en el mundo. De hecho, según la Organización Mundial de la Salud (OMS), provocan 3.500 fallecidos al día, lo que supone casi 1,3 millones de personas al año y más de 40 millones de personas sufren heridas o discapacidades cada año. Por ello, desde los fabricantes de automóviles, la seguridad de los ocupantes del vehículo siempre se ha tenido en cuenta y se ha trabajado para mejorar constantemente en conseguir en la medida de lo posible que esta cifra disminuya. La primera fallecida en un accidente de tráfico que fue documentada fue Mary Ward, una mujer irlandesa de 42 años. La mujer viajaba como pasajera en el vehículo de su esposo y tras volcar acabó atropellada por el neumático trasero. Aquel accidente ocurrió el 31 de agosto de 1896 y desde entonces muchas han sido las pruebas de seguridad que se realizan en los automóviles y los ‘dummies’ han tenido un papel fundamental.

Muñecos que salvan vidas 1

Un ‘dummy’ terminado de la empresa Humanetics. Foto: HUMANETICS

En los primeros años de los coches, las medidas de seguridad no eran prioritarias, ya que se consideraba el vehículo como un artículo de lujo y como un medio de transporte seguro, a pesar del elevado número de fallecidos. Todo el interior de los coches eran potenciales ‘armas’ contra el conductor y el pasajero debido al material con el que se construían, además de no contar con cinturones de seguridad y la rigidez del cuerpo del automóvil que provocaba que las fuerzas de impacto se transmitieran directamente a los ocupantes. Ello provocó que los fabricantes empezaran a investigar sobre los efectos que provocaban en los cuerpos los impactos a gran velocidad.

Así fue como surgió la figura del dummy, un maniquí articulado que se usa en las pruebas de accidentes que cada modelo de coche tiene que pasar y simula las posibles lesiones que genera un accidente en el cuerpo humano. En Europa, el encargado de estos test es Euroncap, que evalúa la seguridad de cada modelo nuevo y se ha convertido en un referente en el mundo de la automoción. “Un dummy está lleno de sensores en diferentes partes del cuerpo con los que se puede calcular el riesgo de lesiones por cada parte del cuerpo”, señala a Autoclub Richard Schram, de EuroNCAP. “Los resultados los usamos para calcular las puntuaciones de cada prueba y todas las pruebas combinadas generarán la calificación de Euro NCAP”, añade.

Cadáveres, voluntarios y animales
Pero la progresión en los ‘dummies’ y su fabricación ha sido vertiginosa en los últimos años. Los primeros aparecieron a finales de la década de 1930 en la Universidad Wayne State de Detroit y eran cadáveres, con los que los científicos podían hacerse una idea más certera de las consecuencias de un impacto en el cuerpo humano. Los primeros ‘crash test’ para comprobar cómo afectaban los impactos al cuerpo no fueron con vehículos impactando contra paredes, sino con bolas de acero que caían sobre los cadáveres o haciéndolos caer en huecos de ascensor. Además de las dudas éticas de utilizar cadáveres, el hecho de que estos fueran de personas que superaban los 70 años provocó que los resultados no fueran del todo válidos, ya que las víctimas de los accidentes de tráfico eran de todas las edades. En estas pruebas se obtuvieron importantes datos sobre las fuerzas de aplastamiento y desgarros que ocurrían a alta velocidad, pero la falta de datos concluyentes y el problema moral hizo que se pensara en otra alternativa.

Algunos científicos se presentaron como voluntarios –junto con estudiantes de su equipo de investigación- para ser utilizados en algunos ‘crash test’. Hablamos del coronel de la fuerza aérea de los Estados Unidos, John Paul Stapp, que también era médico y biofísico y del Lawrence Patrick, un profesor de la Universidad de Wayne State. Ambos se sometieron a muchas pruebas de impacto durante sus estudios para ver el comportamiento del cuerpo humano en los accidentes de tráficos.

 

Así se fabrica un 'dummy'. Foto: HUMANETICS
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En las siguientes décadas se usaron animales en sustitución de cadáveres, aunque el animal más utilizado fue el cerdo por tener una estructura similar a la de los seres humanos y por poder sentarle en un asiento ante el volante de un vehículo. Según publicó el ‘New York Times en 1991, unos 19.000 perros, conejos, cerdos, hurones, ratas y ratones fueron utilizados durante la década de los ‘80 en las pruebas de seguridad de automóviles realizadas por General Motors.

El crash test dummy humano
Se llama Rusty Haight y tiene el honor de ser tener el récord Guiness al “ser humano que ha sobrevivido a más accidentes” después de haber participado en más de 1.300 colisiones supervisadas, la mayor parte de ellas sentado en el asiento del conductor, ya sea contra otro vehículo, contra un muro o contra cualquier cosa que le soliciten. “Llegué a este trabajo por accidente” bromea en una entrevista a ‘New Scientis’.

“Era policía en California y siempre me preocupó la investigación de los accidentes y lo que provocan en los ocupantes del coche”, pero ahora Rusty es experto en reconstrucción de accidentes de vehículos y Director del Collision Safety Institute, una institución que investiga sobre accidentes, da cursos de formación y ejerce de consultoría principalmente en los Estados Unidos, Canadá y Australia. Su trabajo y su pericia para soportar tantos accidentes, en el 96 por ciento de ellos saltó el airbag, le han hecho ganarse el sobrenombre del ‘crash test dummy humano’.

El primer dummy, para pilotos
La preocupación por la fiabilidad de los asientos inyectores de los aviones del ejército estadounidense, dio origen en 1949 al primer ‘dummy’ que recibió el nombre de Sierra Sam en homenaje a Samuel W. Alderson, quien lo desarrolló en el Laboratorio de Investigación Alderson junto con la compañía de ingeniería Sierra. Al comprobar que los soldados sufrían más accidentes de tráfico que en los aviones, se pensó en utilizarlo para comprobar la seguridad en los vehículos.

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P-Series Child Dummies (9 meses y 3, 6 y 10 años). Foto: HUMANETICS

Las pruebas de coche comenzaron a ser frecuentes entre las marcas de coche a finales de los años 40 y en la década de los 50 y así fue como nació la serie VIP-50, también de la mano de Alderson. Su destino fueron fabricantes de coches como General Motors, Ford y el National Bureau of Standards a las que se sumó Mercedes Benz en plena aparición del cinturón de seguridad. En 1971 vio la luz el modelo Hybrid I, que nació de la mano de General Motors en su búsqueda de un ‘dummy’ que se pareciera más a la realidad del conductor tanto en peso como en tamaño. Además hizo también una versión femenina y decidió compartirlo con el resto de fabricantes. Los avances en el diseño de los maniquíes tuvo un avance espectacular y sólo un año después se fabricó uno con rodillas, hombros y columna vertebral que se denominó Hybrid II y pasó a la historia por ser el primero que cumplió con el estándar norteamericano (American Federal Motor Vehicle Safety Standard -FMVSS) para ensayos de cinturones de seguridad de pecho y cintura.

En 1976 nace el Hybrid III con el objetivo de investigar los impactos frontales, pero el comienzo de los ‘crash test’ de impactos laterales en los años 80 hizo que se fuera perfeccionando hasta contar con dos versiones masculinas, otra femenina y dos para niños de 6 y 3 años. La evolución técnica de estos muñecos es imparable y en la actualidad el Hybrid III cuenta con piezas intercambiables, aunque en los ‘crash test’ se utilizan ‘dummies’ con diferentes percentiles y tamaños dependiendo del tipo de impacto y de si lo que se quiere simular es sus consecuencias en el cuerpo de un hombre, de una mujer o de un niño.

Para ampliar su fiabilidad para las pruebas en impactos laterales, se han desarrollado otros muñecos específicos con características más antropomórficas que supera la biofidelidad del Hybrid III. Hablamos de la conocida como familia SID (Side Impact Dummy) que permite conocer el daño causa en los impactos laterales en las costillas, la columna vertebral y los órganos internos. De esta misma familia, encontramos el BioRID, el más sofisticado de la serie y  diseñado para predecir los efectos de los impactos traseros como el latigazo cervical. Su columna vertebral de 24 vértebras simuladas permite reproducir el movimiento del cuello en un impacto por detrás. Dentro de los SID encontramos el CRABI, un dummy que reproduce la geometría de un niño pequeño –de 6, 12 y 18 meses- y se usa para evaluar la efectividad de los sistemas de retención infantiles.

Quizá el último modelo de dummy más sofisticado y con mayor biofidelidad sea el conocido como THOR, que representa a un hombre de percentil 50 y que es capaz de aportar información sobre partes del cuerpo tan concretas como la cara, las rodillas o los talones, al contar con 57 sensores que analizan más de 140 variables. Este ‘dummy’ monta una pelvis y una columna bastante biofiel, que permite simular al dummy las posturas más comunes al ir sentado conduciendo.

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Todos los ‘dummys’ cuentan con los certificados necesario. Foto: HUMANETICS

Entre 8.000 y un millón de dólares
Estos maniquíes tienen una duración cercana a tres años sometiéndoles a 2-3 pruebas mensuales y su coste puede variar dependiendo de las “especificaciones que se quieran”, asegura desde Estados Unidos, explica a Autoclub Lin Pan, International Marketing Manager en Estados Unidos de la empresa Humanetics, la única que fabrica los ‘dummies’ en el mundo.  “Los  que son extremadamente sofisticados y con sensores de alta tecnología tiene un precio elevado, pero hablando en términos generales, puede variar desde los 8.000 al millón de dólares”, añade. La última generación de THOR “tiene un coste de un millón de euros y será introducido por Euro NCAP a partir de 2020”, señalan Richard Schram, de EuroNCAP. Un precio que se justifica por las vidas que pueden llegar a salvar y porque imitan, prácticamente a la perfección, la anatomía de un ser humano para poder simular los daños que tendríamos en caso de accidente.

En la actualidad, en Humanetics se fabrican “un promedio de 200-300 ‘dummies’ al año”, recuerda Lin Pan, un proceso que puede variar mucho dependiendo del tipo de maniquíe que se quiera. “El tiempo de fabricación puede variar de 8 a 40 semanas dependiendo de las especificaciones y la instrumentación solicitada por los clientes”, confiesa. “Hacemos varios maniquíes en tamaños para representar diferentes representaciones de la población media pero no se hacen dependiendo de los países”, afirma la International Marketing Manager de la empresa estadounidense. Lo que sí varía es las especificaciones, componentes o detalles de algunos ‘dummies’ “dependiendo de las regulaciones locales (NCAPs), aunque tratan de trabajar de forma conjunta para que los modelos sean aplicables de forma global”, finaliza.

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El alto coste y el tiempo de fabricación de los ‘dummies’ ha provocado que algunas empresas utilicen simuladores por ordenador como alternativa a los tradicionales ‘dummies’. Con estas pruebas virtuales se llevan a cabo digitalizaciones del esqueleto, de los órganos internos y del cerebro con diferentes resonancias magnéticas y tomografías axiales computerizadas (TAC) de cada componente por separado para analizar sus reacciones de forma precisa. En los ‘crash test’, estos maniquíes motorizados son capaces de transmitir las presiones que reciben a un ordenador que mediante los colores evalúa los diferentes daños.

Los ‘dummies’ desde su origen, han sido los responsables de que los fabricantes de automóviles hayan puesto especial empeño en realizar una constante evolución en el sector para aumentar los elementos de detección de lesiones en accidentes.

Qué contienen los dummies
Los dummies tienen repartidos por el cuerpo unos acelerómetros que miden la aceleración en una dirección en particular para determinar las probabilidades de ser herido. Tras la prueba de choque se llevan a cabo unas gráficas que muestran la aceleración y parada del cuerpo de forma precisa. Además, disponen de unos sensores de carga cuyo objetivo es medir la cantidad de fuerza durante el choque en el posterior análisis de los resultados mediante gráficos. Por último cuentan con unos sensores de movimiento situados en el pecho cuya tarea es medirla resistencia de esa zona en un impacto.

Cabeza: Fabricada en aluminio y cubierta con caucho de carne. En su interior dispone de tres acelerómetros colocados en ángulo recto para medir las fuerzas en el cerebro.

Cuello: Sus dispositivos detectan las fuerzas de flexión, torsión y tensión que se producen en el cuello durante el impacto, tanto hacia delante como hacia atrás.

Costillas: Están hechas de acero y con una tecnología que registra la flexión de la caja torácica y las lesiones en el pecho tras un impacto frontal.

Brazos: No llevan instrumentación, ya que en caso de impacto vuelan de forma incontrolada y es complicado proporcionarles protección efectiva.

Muslos: Las células de carga en el fémur ofrecen información de posibles lesiones tras un impacto frontal en la zona de la pelvis, del muslo, de la cadera y rodillas.

Piernas: Los sensores miden la flexión, la torsión, la compresión y la tensión, con lo que se evalúan posibles daños en tibia y peroné.