Evaluación del daño en el cuello del pasajero infantil de autobús provocado por el citurón de seguridad durante un choque frontal.

Abstract

En el año 2003, la Unión Europea aprobó la directiva 2003/20/CE. Su objetivo es la mejora de la seguridad de los pasajeros de autobús mediante la incorporación de cinturones de seguridad en todos sus asientos y la obligación de utilizarlos de todos sus pasajeros adultos. Asimismo, para los pasajeros infantiles se requirió la presencia de un Sistema de Retención Infantil (SRI) adecuado a su estatura y peso. A pesar de que los SRI han mostrado ya su eficacia en los automóviles, el 25% de los niños viaja suelto en autobús y el 75% restante no siempre utiliza el SRI adecuado a su estatura y peso. El principal objetivo de esta tesis es analizar los daños causados en el cuello de un pasajero infantil de 6 años de edad en un choque frontal de autobús como consecuencia de usar un cinturón de seguridad de adulto en vez del SRI adecuado durante un impacto frontal. Para la consecución de este objetivo, se crea y valida un modelo biomecánico del conjunto cuello-cabeza de un infante de 6 años de edad. Este modelo se obtiene mediante el escalado geométrico y dinámico de un modelo biomecánico del conjunto cuello-cabeza de un adulto. A este modelo infantil se le ensambla un modelo de tejido blando que modela la carne, el tejido muscular y la piel. El conjunto resultante se utiliza para crear el denominado “Modelo Híbrido” que está compuesto por el modelo biomecánico cuello-cabeza con tejido blando y por el cuerpo del modelo de dummy Hybrid III 6-year-old de MADYMO®. Con este “Modelo Híbrido” y mediante técnicas de Elementos Finitos se han obtenido las tensiones de Von Mises en el tejido blando de cuello infantil como consecuencia del uso del cinturón de seguridad de adulto. Finalmente se crea un modelo tridimensional de tejido blando de cuello infantil en el entorno MATLAB® mediante técnicas “Mass-Spring Model” que, utilizando las mismas propiedades mecánicas del tejido muscular empleado en las simulaciones de MADYMO®, sirve para estudiar de las laceraciones y cortes que se producen en el cuello. Los resultados obtenidos muestran como el pasajero infantil puede sufrir lesiones graves en el cuello como consecuencia del cinturón de seguridad de adulto. De ahí que la nueva directiva presente un gran paso adelante y deba ser aplicada estrictamente.