Biomecánica del Cinturón de Seguridad

GarantiPlus, tu garantía mecánica de confianza, te va hablar hoy sobre la biomecánica del cinturón de seguridad:

 

Biomecánica del Cinturón de Seguridad:

Los principios de la biomecánica aplicados a la reducción de lesiones se basan en las leyes de Newton. Las energías que se liberan en el trauma, y que rigen la biomecánica de lesiones, se interpretan según estas leyes.

 

Según la “Primera Ley de Newton” o “Ley de la inercia”, todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento rectilíneo y uniforme, mientras no actúe sobre él una fuerza externa. Nuestro cuerpo, en caso de colisión, va a mantener la velocidad que llevaba el vehículo donde viajábamos. El movimiento de nuestro cuerpo sólo desaparecerá cuando trasfiriera su energía a alguna parte del vehículo, la vía o el entorno y absorba parte de la misma en las propias estructuras orgánicas.

 

En este momento se producirá la lesión. Si viajamos en un vehículo que circula a 50 km/h y colisionamos con una superficie no deformable o que tenga mayor masa, nuestro cuerpo va a estar sometido a un cambio en su velocidad, es decir, a una deceleración desde 50 km/h a 0.

 

La Segunda Ley de Newton, la Ley fundamental de la dinámica, nos indica que la fuerza es igual a la masa por aceleración ( F = m a). La fuerza que recibe el cuerpo en caso de colisión dependerá de la deceleración que sufra. El cinturón permite que el cambio de velocidad del cuerpo ocurra durante más tiempo, reduciendo, pues, la aceleración.

 

La tercera ley de Newton expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo (empuje), este realiza una fuerza de igual intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y de dirección, pero con sentido opuesto.

 

Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas.

 

Así pues, aplicando principios básicos de la dinámica, podemos conocer la colosal fuerza que impacta en el cuerpo humano en los accidentes de tráfico.

 

En cuanto a la lesividad, se deben también tener en cuenta las diferencias significativas, de masa y velocidad, entre los dos cuerpos que soportan el choque (lo que se denomina incompatibilidad). En los accidentes de tráfico sería grave, por ejemplo, un choque entre vehículos de diferente masa.

 

Las lesiones se producen cuando una determinada estructura corporal ve superado su límite de resistencia por la energía a que ha sido sometida.

 

Si se deja caer un huevo sobre una superficie dura se romperá la cáscara siempre que la altura desde la que haya caído sea de una dimensión determinada. Si entre esa superficie dura y el huevo se interpone alguna superficie elástica deformable (almohadas, por ejemplo), ocurrirá que parte de la energía cinética debida al movimiento del huevo al caer sobre los almohadones se disipará en forma de energía térmica (en muy pequeña cuantía, debida al rozamiento) y en una deformación de las moléculas de las almohadas, al ser estructuras flexibles, quedando una energía residual que es inferior a la resistencia de la cáscara del huevo, por lo que éste no se rompe. Esta dispersión de la energía cinética, tanto en el espacio como en el tiempo, es determinante para reducir la severidad de las lesiones en caso de accidente y puede suponer la diferencia entre sobrevivir o no.

 

En este principio se basan dispositivos tan eficaces como el cinturón de seguridad o el airbag. El cinturón de seguridad reparte la energía producida en el curso de una deceleración brusca sobre una superficie amplia del cuerpo al apoyar una banda de fibra de una anchura determinada sobre estructuras relativamente resistentes, tales como la clavícula y la cresta ilíaca (banda oblicua) y entre las dos crestas ilíacas (banda trasversal abdominal). La incorrecta disposición del cinturón de seguridad sería a su vez origen de lesiones.

 

La tercera ley de Newton dice que a toda acción se opone una reacción igual y de sentido contrario. Ello explica que, en caso de impacto de un automóvil contra una superficie rígida, como puede ser una pared, los ocupantes del automóvil van a salir impulsados hacia delante casi a la misma velocidad a la que circulaba el automóvil en el momento del impacto.

 

Los Mecanismos Lesivos Según el Tipo de Accidente

 

Es importante tener en cuenta, tal y como se ha indicado anteriormente en el presente informe, que en el caso de un accidente de vehículo en el que éste colisione contra un obstáculo de manera frontal de superior masa, se produce un primer impacto o impacto inicial, que es el del automóvil contra el objeto, sea éste fijo o móvil. El segundo impacto es el de los ocupantes contra alguna estructura interior del vehículo, caso de no salir despedidos, como puede ser el golpe contra el volante o salpicadero cuando se trata de un choque frontal de un conductor no sujeto por cinturón de seguridad.

 

El tercer impacto es el de los órganos internos entre sí, como ocurre, por ejemplo, si, además del impacto del tórax contra el volante, se produce el impacto de la cabeza contra alguna estructura interna del vehículo (espejo retrovisor, parabrisas, marco metálico de separación de parabrisas y ventanilla, etc.).

 

Puede haber un cuarto impacto por la existencia de objetos no fijos en el interior del automóvil, que pueden golpear a sus ocupantes (recipientes situados en la bandeja, animales sueltos, pasajeros situados en los asientos traseros, etc.), también existe que el cuarto impacto sea producto de salir proyectado del vehículo e impactar contra el exterior del mismo.

 

Choque Frontal

 

En el caso de choque frontal suele producirse el desplazamiento de los ocupantes del vehículo hacia delante. Si no hacen uso del cinturón de seguridad, los ocupantes seguirán su trayectoria hasta que finalmente impacten contra algún obstáculo que frene su desplazamiento (salpicadero, parabrisas, etc) o saldrán proyectados hacia el exterior del vehículo (dependiendo de la fuerza del impacto).

 

Numerosos estudios han demostrado que la probabilidad de sobrevivir a un accidente saliendo proyectado fuera del vehículo es mucho menor que si se permanece dentro de él, lo que da muestra de la importancia de uso del cinturón de seguridad.

 

Lesiones. Choque Frontal Con Cinturón

 

La secuencia del accidente del pasajero, usando el cinturón de seguridad, con un impacto contra un objeto de superior masa y a una velocidad de colisión de 40 – 50 km/h, puede explicarse de las 2 siguientes formas:

 

  1. El desplazamiento hacia abajo y por debajo (es el llamado efecto de inmersión o efecto submarino). El pasajero se escurre por debajo del cinturón de seguridad, hundiéndose sobre su propio asiento. Se produce un impacto inicial de las rodillas o femur contra el salpicadero, pudiendo producirse contusión. También se ocasionan daños en tórax producto de la tensión del cinturón (imagen nº 2 pág. 10).

 

– Tras el impacto inicial de los miembros inferiores contra el salpicadero, el tórax (y/o la cabeza) golpea contra el salpicadero, pudiendo producirse traumatismos leves, pero sin riesgo para la vida (imagen nº 2 pág. 10).

 

  1. En el desplazamiento tipo hacia arriba y por encima, el cuerpo tiende a salir en una dirección oblicua y hacia arriba, y la cabeza se golpea contra el parabrisas, el espejo retrovisor o el marco interno del parabrisas. La columna cervical absorbe la energía y, dependiendo de la posición del cuello, en mayor flexión o extensión, se podrán producir, lesiones craneales de carácter medio, lesiones cervicales de diverso tipo (generalmente luxaciones vertebrales).

 

Numerosos estudios han demostrado que la probabilidad de sobrevivir a un accidente saliendo proyectado fuera del vehículo es mucho menor que si se permanece dentro de él, lo que demuestra de la importancia de uso del cinturón de seguridad.

 

Lesiones. Choque Frontal Sin Cinturón

 

La secuencia del accidente del conductor, sin usar cinturón de seguridad, con un impacto contra un objeto de superior masa y a una velocidad de colisión de 40 – 50 km/h, puede explicarse de la siguiente forma:

 

Desde que se inicia el choque hasta que el vehículo se detiene, transcurren aproximadamente 100 milésimas de segundo, comprimiéndose el frontal del vehículo 60 cm. Durante este tiempo el ocupante sufre una serie de choques contra distintas zonas del vehículo, en unos instantes determinados.

 

A las 60 milésimas de segundo tras el choque inicial se produce el segundo impacto, el de los ocupante dentro del vehículo, el mismo consiste en golpearse las rodillas con la zona baja del salpicadero a una velocidad cercana a los 50km/h, ya que el rozamiento con el asiento habrá provocado un pequeño frenado. El choque de las rodillas hace que el torso superior se flexione hacia delante chocando con el salpicadero a las 75 milésimas de segundo. Mientras que el torso se ha frenado, la cabeza sigue flexionando más pudiendo chocar con el parabrisas a las 100 milésimas de segundo tras la colisión. Acto seguido se ocasiona el tercer impacto, consiste en el choque entre sí de los órganos internos contra los huesos. No solo con esto debido a la inercia y velocidad del impacto y dado que no existe elemento retenedor puesto (cinturón de seguridad) se ocasiona el cuarto impacto, el cual consiste en salir proyectado del interior del vehículo hacia el exterior e impactar finalmente con el asfalto de la calzada.

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