Tutti i manichini da crash test presenti nel mondo automotive

Tutti i manichini da crash test presenti nel mondo automotive
Dentro ad un semplice manichino da crash test si nasconde una grande tecnologia. Queste riproduzioni di esseri umani di gomma e metallo sono molto più fedeli di quanto si possa immaginare. E costano parecchio!
LA BIOMECCANICA - Tutti i dummy usati nei crash test sono costruiti secondo i criteri della biomeccanica, una scienza che studia il corpo umano e le sollecitazioni che i vari organi possono sopportare, come ad esempio accelerazione e compressione. I primi manichini destinati alle automobili nascono negli anni 50, erano umanoidi molto grezzi, costruiti di paglia, sacchi. Le lesioni alla testa si verificavano solamente tramite la rottura del finto del cranio, insomma erono piuttosto limitati in quanto a fedeltà. Col passare degli anni vennero effettuati numerosi studi per perfezionare i manichini e scoprire i limiti del corpo umano, utilizzando cadaveri, animali e volontari vivi. Tutti questi test, per quanto macrabi, hanno contribuito alla creazione di manichini sempre più fedeli alle persone che guidano le automobili. Oggi in ogni manichino troviamo una miriade di sensori che, alla fine di ogni test, permettono di scoprire se l'occupante sarebbe sopravvissuto all'impatto e con quante lesioni.
I SENSORI - I principali sensori utilizzati nei dummy sono gli accelerometri, che misurano le accelerazioni di parti importanti dell'organismo, quali il cervello, polmoni e cuore. Dentro ad ogni accelerometro si trova una barretta di metallo fissa da un lato, con alcune resistenze montate sopra. La barretta si flette per via dell'accelerazione dovuta all'impatto e modifica la forma delle resistenze inserite al suo interno. Questa deformarzione non fa altro che modificare la tensione in uscita delle resistenze, elaborata in tempo reale dalle apparecchiature di acquisizione. Ad ogni tensione corrisponde un valore di accelerazione ben definito (valore definito in fase di calibrazione, ad esempio ad 1 V corrisponde un "g", etc.), che ci consentirà di capire a quali lesioni teoriche andrebbe incontro l'occupante. Importante è non tanto il valore assoluto dell'accelerazione ma il tempo di esposizione ad essa, perché un'accelerazione alta potrebbe non provocare danni se avviene in un brevissimo tempo (uno dei valori di riferimento utilizzati è l'HIC, Head Injury Criteria).
Un'altra tipologia di sensori sono le celle di carico, queste vengono posizionate sulle zone a rischio di rottura da compressione, quali le ossa. Queste celle funzionano come delle piccole bilance, fra due elementi in metallo c'è una o più resistenze che comprimendosi forniscono una certa tensione, che poi saranno confrontate con uno schema tensione-forza (N). Ci sono, infine, anche degli speciali sensori che rilevano la compressione del torace da parte delle cinture di sicurezza in caso d'impatto frontale, per l'impatto laterale essi oltre alla compressione ne misurano anche la velocità alla quale avviene.
UNA GRANDE FAMIGLIA - Per ogni tipo d'impatto si utilizza un manichino differente. Ci sono manichini per i crash test frontali, per gli impatti laterali e per i tamponamenti. Diverse anche le dimensioni espresse in percentili:
  • 5percentile, ciò significa che solo del 5% della popolazione occidentale sta al di sotto della sua taglia. L'altezza è di 152 cm e il peso di 50 kg, quindi viene usato per simulare una donna di bassa statura.
  • 50percentile, in questo caso il 50% della popolazione occidentale sta al di sotto della sua taglia. Il dummy rappresenta un uomo medio, con 175 cm di altezza e 77 kg di peso
  • 95percentile, è attualmente il manichino più grande, e il 95% della popolazione occidentale sta al di sotto della sua taglia. La sua altezza raggiunge i 188 cm, il peso arriva a 100 kg, molto usato in campo militare. Nel campo automotive serve per simulare la presenza di persone di grande statura.
Non possono mancare anche i bambini di varie età, nei test NCAP vengono utilizzati maggiormente quelli di 18 mesi e 3 anni. Lo studio dietro ai dummy dei bambini si è sviluppato solo attraverso la comparazione teorica delle varie parti di un bambino rispetto a quelle degli adulti, questo per via dell'impossibilità pratica e soprattutto etica di utilizzare cadaveri di bambini.

ROBUSTI MA DELICATI -

Questi umanoidi costruiti in gomma e metallo hanno bisogno di varie accorgimenti per funzionare come devono, alla perfezione. Durante ogni singolo crash test devono stare ad una temperatura costante di 20° per fornire in maniera precisa tutti i dati e dopo un numero ridotto di test devono essere calibrati. La fase di calibrazione è molto importante, da questa dipende la precisione dei dati forniti nelle varie prove. Ogni singolo elemento che compone il dummy viene sottoposto a stress precisi per verificare l'integrità del pezzo e la sua capacità di rilevazione (calibrazione). Nel caso in cui non dovesse funzionare alla perfezione la parte viene sostituita.

CHE PREZZI! -

In media un manichino completo costa dai 150.000 ai 250.000 Euro, in base alla tipologia di test che deve rilevare.
Ora passiamo a vedere le varie tipologie di manichino, a cosa servono e come sono fatti.


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