L’IMPORTANZA DI ARMONIZZARE LA CINTURA DI SICUREZZA ED AIRBAG NELL’EVENTO DI COLLISIONE
di
Dimitrios Kallieris*
Introduzione
Il numero di autovetture immatricolate dotate di cinture di sicurezza e di Airbag è in continuo aumento, e negli ultimi anni sono stati fatti negli USA, in Germania ed in Italia, da parte dell’Istituto di Medicina Legale dell’Università di Verona, degli studi su incidenti sperimentando la combinazione di cintura di sicurezza e Airbag.
Secondo le ricerche questa combinazione di cintura di sicurezza e Airbag
“favorirebbe” la prevenzione dei danni alla persona.
Per verificare questi dati con degli esperimenti si sono realizzati delle collisioni frontali con cadaveri utilizzando la cintura di sicurezza, un sistema Airbag a imbottitura del ginocchio, una combinazione di cintura di sicurezza e Airbag e infine la cintura di sicurezza con dispositivo di limitazione della forza combinata ad un sistema Airbag.
Metodo:
Oggetti di esperimento: come oggetto di test sono stati utilizzati 11 cadaveri di soggetti tra i 20 e i 63 anni
Dispositivi del test: i tests sono stati eseguiti con delle slitte deceleranti dell’Istituto di Medicina Legale dell’Università di Heidelberg. La parte anteriore della carrozzeria di una vettura di media cilindrata è stata montata sulla slitta. I cadaveri sono stati posizionati sul sedile del conducente ed erano protetti da una cintura di sicurezza, o da un sistema Airbag - un imbottitura del ginocchio per il conduttore, o da una combinazione di cintura di sicurezza e Airbag, oppure da una combinazione di cintura
di sicurezza con un dispositivo per limitare la forza e un sistema Airbag per il conduttore ( fig. 1).
Sono state utilizzate cinture di sicurezza con una dilatazione dal 6% al 16% con un carico longitudinale della banda di cintura del 11000 N. Le collisioni frontali sono avvenute ad una velocità di 48km/h e con una decelerazione della autovettura di 16 g.
Strumentazione: Per misurare le contusioni toraciche sotto carica dinamica si sono utilizzate due fasce coperte di dilatometro a lamella. Le fasce sono state legate attorno alla cassa toracica all’altezza della 4° ed 8° costa; la fig. 2 mostra le fasce legate attorno al torace del cadavere.
Autopsia - Valutazione del danno: Su ogni cadavere è stata eseguita un autopsia completa ed un esame approfondito della colonna vertebrale.
Risultati
Effetti meccanici: per ogni singolo sistema di protezione si sono potuti osservare deformazioni della cassa toracica uniformi.
La fig. 3 mostra i contorni di un torace dopo una collisione frontale ad una velocità di 48km/h, in cui è stata utilizzata la cintura di sicurezza. Sulla parte sinistra della figura si vedono i contorni in altezza della 4° costa mentre sulla parte destra è configurato il profilo in altezza della 8° costa.
Inoltre viene mostrato il decorso temporale della deformazione per entrambe le altezze del torace. I contorni sono rappresentati sia al momento di non carico che nella massima deformazione.
I punti indicano dove sono state prese le misure, inoltre sono marcati lo sterno e la colonna vertebrale.
Nel caso dell’utilizzo della cintura di sicurezza si osserva la tipica compressione locale in alto e la deformazione del torace lungo la bandoliera.
La deformazione massima in altezza della 4° costa è di 5,6 cm ed è stata raggiunta dopo 66m/s dall’inizio della collisione.
Anche la fig. 4 mostra i contorni del torace durante la fase di carico in altezza della 4° ed 8° costa, ma qui è stato utilizzato come protezione un sistema di imbottitura del ginocchio - Airbag per il conduttore. La velocità di collisione è stata di 49km/h e abbiamo osservato una deformazione del torace di 2 e 4 cm in altezza della 4° ed 8°
costa a 95 m/s e 87 m/s dall’inizio della collisione. I valori di compressione ed i modelli di deformazione del torace si distinguono nettamente dal test con l’utilizzo della cintura di sicurezza.
Il cadavere del soggetto 25enne che è stato utilizzato in questo test è rimasto illeso.
La fig 5 mostra i contorni del torace nel caso di utilizzo della combinazione cintura di sicurezza - Airbag per il conduttore. La velocità all’impatto è stata in questo caso di 48km/h, circa 90m/s dopo inizio della collisione abbiamo osservato una contusione massima del torace di 5,44cm in altezza della 4° costa e di 5,85 in altezza della 8° costa.
I contorni del torace mostrano che in caso di utilizzo della combinazione cintura di sicurezza -Airbag il sistema di cintura di sicurezza sembra determinare il modello di deformazione.
La fig. 6 mostra i contorni di un torace nel caso di applicazione di una combinazione cintura di sicurezza standard con un dispositivo per limitare la forza e Airbag per il conduttore .La velocità d’impatto in questa esperimento è stata di 47km/h. Dopo un periodo da 84m/s a 92m/s dall’inizio dell’impatto si è osservato una deformazione toracica di 7 cm in altezza della 4° costa e di 10cm al livello della 8° costa. La localizzazione dell’avvenuta compressione e il modello di deformazione viene determinato anche dall’Airbag. Il cadavere del soggetto 63enne non ha subito lesioni alla colonna vertebrale, ma una frattura della costola.
Reperti medici
7 degli soggetti utilizzati nei tests hanno riportato lesioni al torace, soprattutto fratture delle coste. Il numero di fratture delle coste ed il modello di lesione sembra dipendere dall’età del cadavere e dal tipo di protezione usato.
Fratture della clavicola, dello sterno e delle coste sono state osservate lungo la bandoliera. Inoltre con l’utilizzo della cintura di sicurezza si sono potute osservare delle
lesioni del fegato. Le localizzazioni della fratture avvenute con l’uso della cintura di sicurezza oppure con la combinazione di essa con Airbag per il conducente sono illustrate in fig. 7.
Nel 50% dei casi analizzati sono state osservate delle lesioni alla colonna vertebrale che erano localizzate dalla media vertebra cervicale fino alla colonna vertebrale toracica superiore ( fig. 8). Le lesioni più frequenti sono costituiti da emorragie nei dischi invertebrali e da strappi dei legamenti.
Discussione:
Con l’utilizzo della cintura di sicurezza abbinata ad Airbag per il conduttore si evidenzia il tipo di lesione provocato dalla cintura di sicurezza. Questa è la conseguenza sia della rigidità che della disposizione della cintura di sicurezza. Le fratture di coste riportate con l’utilizzo di Airbag si localizzano sulla linea ascellare e medioclaveare; su questo concordano altri autori.
Il maggior numero di fratture osservate sono fratture composte, un tipo di frattura che spesso non è visibile ad una esame radiologico convenzionale. Utilizzando solo Airbag come protezione si è potuto costatare l’assenza di lesioni al torace in 3 casi su 4.
Questo risultato è in accordo con degli esami fatti precedentemente, in cui vennero utilizzati dei sistemi di protezione all’altezza ginocchio per l’accompagnatore in cui si poté notare la poca lesività del torace nel caso di utilizzo di Airbag a confronto con la cintura di sicurezza.
L’utilizzo della fascia toracica ha permesso di eseguire un’analisi temporale della deformazione toracica al livello della 4° e 8° costa. Con ciò abbiamo potuto osservare delle differenze di comportamento dinamico del torace a seconda del sistema di protezione utilizzato.
Abbiamo osservato delle deformazioni del torace tra 2cm e 10cm a seconda del sistema di protezione utilizzato. Però non si è arrivato a stabilire dei valori di deformazione precisi in relazione ad un determinato sistema di protezione. Le localizzazioni delle deformazioni sono in genere le stesse che sono state osservate già da altri autori con l’utilizzo degli stessi oppure con altri metodi di misurazione.
Nell’esame del comportamento del torace nel caso di utilizzo della combinazione cintura di sicurezza e Airbag abbiamo trovato delle deformazioni del torace del tutto simili a quelli provocati dalla semplice cintura di sicurezza e questo sia con l’utilizzo di una tensione della cintura dal 6% fino al 16%. Questo ci induce a pensare che per ridurre i danni in caso di lesione toracica si renda necessario l’utilizzo di una bandoliera con maggiore flessibilità oppure di una cintura di sicurezza con un dispositivo per limitarne la forza.
Dummy tests che sono stati eseguiti con una combinazione di cintura di sicurezza e Airbag per il conduttore hanno dimostrato che un dispositivo per limitare la forza della cintura di sicurezza di 4000N è adeguato per provocare una tipica deformazione toracica da Airbag. Un cadavere di un soggetto 65enne sottoposto ad un test utilizzando un dispositivo per limitare la forza della cintura di sicurezza di 4000N non ha subito lesioni alla colonna vertebrale ma solamente una frattura della 2° costa sulla linea anteriore ascellare, localizzazione tipica di una frattura in caso di protezione con Airbag.
Conclusioni:
Nelle condizioni di collisioni realizzate durante questa ricerca una combinazione di cintura di sicurezza con dispositivo per limitare la forza e Airbag per il conducente sembra dare la migliore protezione agli automobilisti.
