ESTUDIO DE LA EFICIENCIA DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE

INSIA
ESTUDIO DE LA SEGURIDAD DE LOS
NIÑOS EN LOS AUTOCARES.
Entregable E2:
ESTUDIO DE LA EFICIENCIA
DE LOS DIFERENTES
SISTEMAS DE RETENCIÓN
PARA OCUPANTES
INFANTILES EN AUTOCARES
Realizado por:
José Manuel Barrios Vicente
Luis Martínez Sáez
y Andrés Aparicio Salazar
Antonio García Álvarez
Seguridad Pasiva
Unidad de Biomecánica
Applus+ IDIADA
INSIA
Fecha de entrega: 31 de mayo de 2007
Este informe contiene: 48 páginas y 4 apéndices
Los resultados hacen referencia exclusivamente a la muestra ensayada.
Si Applus+ IDIADA o INSIA pueden ser reconocidos como autores del texto, se requiere su permiso para poder incluir esta
información en otros documentos (memorias, artículos, publicidad, etc.).
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ESTUDIO DE LA EFICIENCIA DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE
RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
SUMARIO
1. Introducción
5
2. Objetivos
6
3. Especificaciones
7
4. Resultados
4.1.
13
Impacto frontal
13
4.1.1. Evaluación del movimiento de los ocupantes infantiles sin retención
en caso de accidente
17
4.1.2. Evaluación del comportamiento del cinturón de 2 puntos en caso de
accidente para ocupantes infantiles
19
4.1.3. Evaluación del comportamiento del cinturón de 3 puntos en caso de
accidente para ocupantes infantiles
20
4.1.4. Evaluación del comportamiento de sistemas de retención
adecuados a la talla del ocupante en caso de accidente para ocupantes
infantiles
21
4.1.5.
Seguridad infantil ante impacto frontal (atendiendo a la edad)
24
4.1.6. Seguridad infantil ante impacto frontal (atendiendo al sistema de
retención)
29
4.2.
Vuelco
32
4.2.1. Evaluación del movimiento de los ocupantes infantiles sin retención
en caso de accidente
32
4.2.2. Evaluación del comportamiento del cinturón de 2 puntos en caso de
accidente para ocupantes infantiles
35
4.2.3. Evaluación del comportamiento del cinturón de 3 puntos en caso de
accidente para ocupantes infantiles
38
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
4.2.4. Evaluación del comportamiento de sistemas de retención
adecuados a la talla del ocupante en caso de accidente para ocupantes
infantiles
43
5. Conclusiones
47
6. Referencias
49
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
APÉNDICES:
Apéndice 1:
Rango de población infantil y compatibilidad geométrica con
cinturón de tres puntos.
Apéndice 2:
Instrumentación empleada en los ensayos dinámicos de seguridad
infantil en autocares.
Apéndice 3:
Metodología y resultados de los ensayos dinámicos para la
evaluación de la seguridad ante impacto frontal.
Apéndice 4:
Análisis de los datos obtenidos en los ensayos dinámicos para
cada una de las diferentes zonas del cuerpo.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
1. Introducción
En la actualidad, existen dos grandes tendencias en cuanto a la seguridad de
ocupantes de autocares se refiere. La tendencia americana apuesta por la
compartimentación de los autocares, reduciendo los espacios entre asientos, y
utilizando asientos más altos y anchos, recubiertos de material absorbente, capaces
de retener y absorber la energía con la que salen despedidos los ocupantes en caso
de choque. Ésta tendencia supone una alta probabilidad de retención en caso de
colisión frontal, pero su eficacia se ve reducida en casos de mal uso de los asientos o
de vuelco del vehículo.
Sin embargo, la tendencia europea apuesta por la invariabilidad del espacio de
supervivencia (representada por el Reglamento 66 en caso de vuelco de obligado
cumplimiento para la homologación de estos vehículos en Europa) y la retención del
ocupante dentro del mismo, con objetivo de evitar la eyección de los pasajeros y los
contactos con partes rígidas de los mismos. La tendencia europea fomenta por lo
tanto el uso y desarrollo de los cinturones de seguridad, ya que participan de manera
importante en la retención del ocupante dentro del espacio de supervivencia,
mantienen a los ocupantes sentados de manera correcta y además son herramientas
de concienciación social al extender el uso de los cinturones fuera de los turismos.
La mejora de la seguridad de los ocupantes de los autocares ha sido objeto de
diversos estudios tanto en España como en el extranjero. Este proyecto se enmarca
fácilmente dentro de la tendencia europea, basada en la invariabilidad del espacio de
supervivencia, y en la permanencia y retención del ocupante dentro del mismo. No
hay de momento líneas de actuación para los ocupantes que por edad o estatura no
puedan usar los sistemas de retención más generales, en los autocares, si no es el
proyecto ya acabado: “SISTEMAS DE RETENCIÓN INFANTIL INTEGRADO EN
ASIENTOS DE AUTOCARES DESTINADOS AL TRANSPORTE ESCOLAR”, realizado
por Applus+ IDIADA en colaboración con FITSA (Fundación Instituto Tecnológico para
la seguridad y medio ambiente del Automóvil).
Por otro lado, este proyecto se puede entender dentro del contexto de evolución de
los sistemas de retención infantiles, hasta ahora sólo desarrollados para turismos.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
2. Objetivos
Es objetivo principal de este proyecto es la realización de un estudio para evaluar la
situación actual de protección en el transporte de los niños en los autocares y definir
los requerimientos mínimos que han de cumplir los sistemas de retención de los
ocupantes. Mediante la comparación de la eficiencia de los distintos tipos de sistemas
de retención (cinturón de 2 puntos, cinturón de 3 puntos, sistemas de retención
adecuados a la talla del ocupante), se evaluarán las ventajas que son capaces de
aportar cada uno de ellos, teniendo en cuenta que hoy en día la mayoría de autocares
no disponen de ningún sistema de retención que se adapte a la menor talla de los
niños.
La simulación de los accidentes se realizará siguiendo las siguientes consideraciones:
•
Hasta octubre de 2006, la práctica totalidad de los autobuses y autocares no
disponían de cinturones de seguridad instalados, y en el caso de llevar
cinturones de seguridad, los ocupantes no están obligados a utilizarlos.
•
Se tendrán en cuenta los cambios introducidos por la nueva directiva:
simulación de la cinemática y dinámica de los ocupantes haciendo uso de
cinturones de 2 puntos y 3 puntos.
Así pues, se pretende determinar las mejoras (o no mejoras) que los diferentes
sistemas de retención suponen en caso de accidente donde haya al menos un
autocar implicado, para la seguridad de los ocupantes infantiles.
Este trabajo permitirá, mediante el estudio de estos sistemas, definir ciertas
recomendaciones sobre la seguridad pasiva de los niños en el transporte en autocar,
con la finalidad de determinar los requisitos mínimos que se deben cumplir para
garantizar una protección mínima de estos ocupantes cuando viajan en autocar.
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3. Especificaciones
Dentro de las actividades que tanto Applus+ IDIADA como INSIA realizan dentro de la
investigación, desarrollo e innovación de productos de seguridad activa y pasiva de
vehículos, este proyecto permitirá la evaluación de las mejoras o no mejoras que el
uso de los cinturones de seguridad de 2, 3 puntos y 3 puntos ajustable suponen para
los ocupantes infantiles, en relación con la no utilización de ningún sistema de
retención, como ocurre en la actualidad.
Este documento reúne los resultados de las fases 2, 3 ,4 y 5 del proyecto iniciado con
el Entregable 1, en el cual se trataba la fase 1. A continuación se detallan las
principales características de cada una de ellas.
FASE 2: EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL CINTURÓN DE 2 PUNTOS
EN CASO DE ACCIDENTE PARA OCUPANTES INFANTILES
En las fases 2, 3 y 4 se realizarán, de una parte, los ensayos de impacto frontal sobre
catapulta (simulador de impacto de deceleración directa) para verificar la protección
ofrecida por las butacas, y de la otra, las simulaciones por ordenador para evaluar la
protección ofrecida a los diferentes ocupantes infantiles por los distintos sistemas en
caso de vuelco.
Se realizarán varias configuraciones de ensayo que permitan evaluar la seguridad que
ofrecen las soluciones de retención más habituales existentes en el mercado para la
retención de los niños de un año y medio, tres, seis y diez años en comparación con
el caso de que no se utilice ningún sistema de retención.
Todos los ensayos de catapulta se realizarán con butacas existentes en el mercado y
homologadas según los reglamentos y directivas pertinentes.
Los maniquíes a utilizar en los ensayos serán el P1 ½, el Q3, el P6 y el P10, los
cuales representan, respectivamente, ocupantes infantiles de 18 meses, 3, 6 y 10
años de edad. Cabe la posibilidad de utilizar un maniquí adulto de baja estatura
(denominado Híbrido III 5 percentil) como alternativa al maniquí P10. Respecto de las
condiciones iniciales ofertadas a FITSA, INSIA ha conseguido la utilización del
maniquí Q6 en sustitución del P6 ofertado, los cual mejora notablemente la capacidad
de predicción de lesiones para los ocupantes de 6 años.
Estos maniquíes incorporan numerosa instrumentación para el cálculo de los criterios
de lesión. Además de los canales del maniquí, se registrará la deceleración del carro
y el desplazamiento dinámico del carro durante el ensayo.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
La velocidad inicial del carro será de 32 Km/h y su deceleración durante el impacto
cumplirá con el corredor impuesto en el Reglamento 80 (“Resistencia de los asientos
y sus anclajes”) puesto que es el pulso de aceleración que en caso de accidente
frontal sufrirán los autocares con mayor reconocimiento internacional y utilización en
los ensayos de seguridad pasiva.
La cinemática de los maniquíes se registrará mediante dos cámaras de video de alta
velocidad situadas a ambos lados de la dirección del impacto y operando a 1.000
imágenes por segundo. Esto permitirá conocer la cinemática de los ocupantes durante
el impacto, teniendo información precisa de lo que ha ocurrido en cada instante del
ensayo.
Específicamente, la fase 2 contempla la realización de una serie de ensayos, cálculos
y simulaciones para la evaluación de las mejoras o no mejoras que supone la
utilización de cinturones de 2 puntos para los ocupantes infantiles (menores de 3
años, 3 años, 6 años, 10 años)
Las tareas a realizar son las siguientes:
Tarea 2.1 Realización de una serie de ensayos para
el estudio del movimiento de los ocupantes infantiles
sin retención (impacto frontal)
Duración: Diciembre 2006
Objetivos: Estudiar como punto de partida el comportamiento de los
ocupantes infantiles de un autocar sin retención en caso de accidente por
impacto frontal.
Descripción del trabajo: A partir del pulso de deceleración descrito en la
normativa de homologación de butacas de autocar (Reglamento 80) se
realizarán pruebas trineo de deceleración con dummies P1.5, Q3, P6, P10 sin
retención.
Tarea 2.2 Realización de una serie de simulaciones
numéricas para el estudio del movimiento de los
ocupantes infantiles sin retención (vuelco)
Duración: Diciembre 2006
Objetivos: Estudiar como punto de partida el comportamiento de los
ocupantes infantiles de un autocar sin retención en caso de accidente por
vuelco.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
Descripción del trabajo: A partir de los pulsos de aceleración observados en los
accidentes se realizarán simulaciones con los modelos de dummies P1.5, Q3,
P6, P10 sin retención.
Tarea 2.3 Realización de una serie de ensayos para
la evaluación del comportamiento del cinturón de 2
puntos en caso de accidente (impacto frontal)
Duración: Diciembre 2006
– Enero 2007
Objetivos: Estudiar las mejoras o no mejoras que la utilización de cinturón de
2 puntos en caso de accidente (impacto frontal) supone para los ocupantes
infantiles.
Descripción del trabajo: A partir del pulso de deceleración descrito en la
normativa de homologación de butacas de autocar (Reglamento 80) se
realizarán pruebas trineo de deceleración con dummies P1.5, Q3, P6, P10
haciendo uso del cinturón de 2 puntos y se compararán los resultados con los
obtenidos en las pruebas realizadas sin retención de los maniquíes.
Tarea 2.4 Realización de una serie de simulaciones
numéricas para la evaluación del comportamiento del
cinturón de 2 puntos en caso de accidente (vuelco)
Duración: Diciembre 2006
– Enero 2007
Objetivos: Estudiar las mejoras o no mejoras que la utilización de cinturón de
2 puntos en caso de accidente (vuelco) supone para los ocupantes infantiles.
Descripción del trabajo: A partir de los pulsos de aceleración observados en los
accidentes se realizarán simulaciones numéricas con los modelos de dummies
P1.5, Q3, P6, P10 haciendo uso del cinturón de 2 puntos y se compararán los
resultados con los obtenidos en las simulaciones realizadas sin retención de
los maniquíes.
FASE 3: EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL CINTURÓN DE 3 PUNTOS
EN CASO DE ACCIDENTE PARA OCUPANTES INFANTILES
Realización de una serie de ensayos, cálculos y simulaciones para la evaluación de
las mejoras o no mejoras que supone la utilización de cinturones de 3 puntos para los
ocupantes infantiles (menores de 3 años, 3 años, 6 años, 10 años)
Las tareas a realizar son las siguientes:
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Tarea 3.1 Realización de una serie de ensayos para
la evaluación del comportamiento del cinturón de 3
puntos en caso de accidente (impacto frontal)
Duración:
2007
Enero
Objetivos: Estudiar las mejoras o no mejoras que la utilización de cinturón de
3 puntos en caso de accidente (impacto frontal) supone para los ocupantes
infantiles.
Descripción del trabajo: A partir del pulso de deceleración descrito en la
normativa de homologación de butacas de autocar (Reglamento 80) se
realizarán pruebas trineo de deceleración con dummies P1.5, Q3, P6, P10
haciendo uso del cinturón de 3 puntos y se compararán los resultados con los
obtenidos en las pruebas realizadas sin retención de los maniquíes.
Tarea 3.2 Realización de una serie de simulaciones
numéricas para la evaluación del comportamiento del
cinturón de 3 puntos en caso de accidente (vuelco)
Duración:
2007
Enero
Objetivos: Estudiar las mejoras o no mejoras que la utilización de cinturón de
3 puntos en caso de accidente (vuelco) supone para los ocupantes infantiles.
Descripción del trabajo: A partir de los pulsos de aceleración observados en los
accidentes se realizarán simulaciones numéricas con los modelos de dummies
P1.5, Q3, P6, P10 haciendo uso del cinturón de 3 puntos y se compararán los
resultados con los obtenidos en las simulaciones realizadas sin retención de
los maniquíes.
FASE 4: EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE SISTEMAS DE RETENCIÓN
ADECUADOS A LA TALLA DEL OCUPANTE EN CASO DE ACCIDENTE PARA
OCUPANTES INFANTILES
Realización de una serie de ensayos, cálculos y simulaciones para la evaluación de
las mejoras o no mejoras que supone la utilización de sistemas de retención que
permitan ajustar la altura del reenvío del hombro del cinturón de tres puntos para los
ocupantes infantiles (menores de 3 años, 3 años, 6 años, 10 años).
Las tareas a realizar son las siguientes:
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
Tarea 4.1 Realización de una serie de ensayos para
la evaluación del comportamiento sistemas de
retención adecuados a la talla del ocupante en caso
de accidente (impacto frontal)
Duración:
Enero
2007 – Febrero 2007
Objetivos: Estudiar las mejoras o no mejoras que la utilización de sistemas de
retención que se adapten a la talla del ocupante en caso de accidente
(impacto frontal) supone para los ocupantes infantiles.
Descripción del trabajo: A partir del pulso de deceleración descrito en la
normativa de homologación de butacas de autocar (Reglamento 80) se
realizarán pruebas trineo de deceleración con dummies P1.5, Q3, P6, P10
haciendo uso de dos tipos de sistemas de retención: uno de ellos que permita
el ajuste del reenvío de la cinta del hombro y en el otro de sistemas infantiles
de retención utilizados en turismos adecuados a la talla del ocupante y se
compararán los resultados con los obtenidos en las pruebas realizadas sin
retención de los maniquíes.
Tarea 4.2 Realización de una serie de simulaciones
numéricas para la evaluación del comportamiento de
sistemas de retención adecuados a la talla del
ocupante en caso de accidente (vuelco)
Duración:
Enero
2007 – Febrero 2007
Objetivos: Estudiar las mejoras o no mejoras que la utilización de sistemas de
retención adecuados a la talla del ocupante en caso de accidente (vuelco)
supone para los ocupantes infantiles.
Descripción del trabajo: A partir de los pulsos de aceleración observados en los
accidentes se realizarán simulaciones numéricas con los modelos de dummies
P1.5, Q3, P6, P10 haciendo uso de sistemas de retención adecuados a la talla
del ocupante y se compararán los resultados con los obtenidos en las
simulaciones realizadas sin retención de los maniquíes.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
FASE
5:
DEFINICIÓN
DE
CONCLUSIONES
Y
PROPUESTA
DE
RECOMENDACIONES. MONITORIZACIÓN Y PRESENTACIÓN DE LOS
RESULTADOS
Se determinarán los requisitos mínimos que deben cumplir los sistemas de retención
de un autocar para garantizar la seguridad de los niños. Se definirán las líneas a
seguir para la difusión de los resultados conseguidos.
Las tareas a realizar son las siguientes:
Tarea 5.1 Definición de las conclusiones y propuesta de Duración:
recomendaciones
2007
Marzo
Objetivos: Estudiar comparativamente el comportamiento de los ocupantes
en caso de accidente (impacto frontal o vuelco) sin retención, haciendo uso
de un cinturón de 2 puntos, haciendo uso de un cinturón de 3 puntos, o
utilizando un sistemas de retención adaptados a la talla del usuario.
Descripción del trabajo: Las pruebas trineo y las simulaciones reportarán una
serie de valores cuya comparativa permitirá establecer las mejoras o no
mejoras que los diferentes sistemas de retención suponen para los
ocupantes.
Tarea 5.2 Monitorización de los resultados obtenidos: Duración:
Difusión, explotación…
2007
Marzo
Objetivos: Una vez definidas las conclusiones y recomendaciones del
estudio, se analizará en qué foros (conferencias, grupos de trabajo, grupos
de expertos,…) y formato (resumen, CD, base de datos, presentación,…)
pueden presentarse éstas.
Descripción del trabajo: Los participantes en el proyecto analizarán las
conclusiones y recomendaciones y debatirán la posibilidad de presentación
de los resultados. Como resultado de este trabajo se dispondrá de material
divulgativo para la difusión y explotación de los resultados. Los formatos
para este material serán diferentes según las necesidades estudiadas.
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4. Resultados
4.1. Impacto frontal
La evaluación de la seguridad ante impacto frontal de niños en autocares se ha
realizado mediante una serie de ensayos dinámicos. Para ello se ha utilizado un
simulador de impacto de deceleración directa o sled. Puesto que se desea evaluar la
seguridad ante impacto frontal en autocar, los ensayos realizados cumplirán con los
requisitos del ensayo dinámico del Reglamento ECE R80 [2].
Figura 1. Configuración de ensayo dinámico del ECE R80
En la figura anterior, se muestra un croquis de la configuración de ensayo dinámico
según el Reglamento 80. Los requisitos del ensayo dinámico que se deben cumplir
son:
1
ƒ
Velocidad inicial de impacto: 30 a 32 km/h.
ƒ
Curva de deceleración del carro dentro de los corredores mostrados en
la Figura 1.
ƒ
Deceleración media del pulso entre 6.5 y 8.5 g(1).
Siendo “g” la aceleración de la gravedad correspondiente a 9.81 m/s2.
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Estos requisitos reproducen un accidente frontal de autocar contra un muro rígido a
una velocidad de unos 30 km/h. La configuración de ensayo empleada monta sobre el
sled tres filas de asientos y un total de cuatro maniquíes infantiles (representando a
niños de 1.5, 3, 6 y 10 años de edad). Las tres filas de asientos se montan con un
paso longitudinal de 737 mm correspondiente a la distancia mínima exigida por el
Reglamento 36. En la figura siguiente se muestra un croquis y una imagen de la
configuración de ensayos empleada.
Figura 2. Configuración de ensayo.
Se han realizado un total de 5 ensayos dinámicos con la siguiente configuración de
sistemas de retención que cumplen con los objetivos estipulados en las tareas 2.1,
2.3, 3.1 y 4.1 de la descripción de actividades del contrato.
Nombre ensayo
Descripción
FRONTAL_001
Sistema de retención adaptativo FITSA-IDIADA.
FRONTAL_002
Butacas con cinturón de 3 puntos + sistemas de retención infantil
(SRI).
FRONTAL_003
Butacas con cinturón de 3 puntos.
FRONTAL_004
Butacas con cinturón de 3 puntos y ocupantes sueltos.
FRONTAL_005
Butacas con cinturón de 2 puntos.
Tabla 1. Descripción de los ensayos dinámicos realizados.
En el Apéndice 1 del presente documento se comprueba que las edades
seleccionadas para el análisis del presente estudio corresponde con una muestra
representativa de la población infantil, además se incluye un análisis de la
compatibilidad geométrica con cinturones de tres puntos en las butacas de autocar.
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Los maniquíes de impacto utilizados para los ensayos dinámicos corresponden a dos
series diferentes de maniquíes (series “P” y “Q”). Se utiliza numerosa instrumentación
para cada uno de los maniquíes tal y como se refleja en el Apéndice 2.
En el Apéndice 3 se muestra tanto la metodología seguida para la obtención de
resultados, así como los resultados obtenidos para cada uno de los ensayos
realizados. Se ha comentado de forma individualizada para cada uno de los ensayos
las peculiaridades o anomalías encontradas en los ocupantes.
Posteriormente, en el Apéndice 4 se muestran los resultados del análisis efectuado
con los resultados de los ensayos dinámicos. El análisis se centra en la comparativa
de las principales señales de los maniquíes (aceleraciones, fuerzas, momentos y
desplazamientos) de forma que se comprueban cuales son las configuraciones más
favorables (o desfavorables) desde el punto de vista de la seguridad infantil.
Las características del estudio de la seguridad ante impacto frontal vienen marcadas
por los siguientes factores:
ƒ
Se ha evaluado la seguridad infantil mediante ensayo dinámico.
La realización de ensayos dinámicos para la evaluación de la seguridad
infantil, plantea simultáneamente ventajas e inconvenientes. El ensayo
dinámico tiene la ventaja que se está evaluando los diferentes sistemas de
retención de forma real (no en simulación), por lo tanto no se introducen
parámetros de variabilidad de validación del modelo, caracterización de
contactos, etc. Lamentablemente, el ensayo dinámico también tiene sus
puntos críticos, puesto que entra en juego la variabilidad del ensayo,
posicionamiento del maniquí, etc.
ƒ
El pulso de deceleración de acuerdo al ECE R80.
Para la simulación del pulso de deceleración de un accidente frontal en
autocar se ha escogido el correspondiente al ensayo dinámico del
Reglamento 80 puesto que es el encargado de homologar los asientos y sus
anclajes en autocares. Este pulso de deceleración es el equivalente que
tendría un autocar al impactar a 30 km/h contra un muro rígido.
Naturalmente, se pueden producir colisiones frontales en autocares a otras
velocidades y/o niveles de deceleración, que por lo tanto no se encuentran
contempladas en este estudio.
ƒ
Se han evaluado cinco configuraciones distintas de sistemas de retención.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
Se han realizado cinco ensayos dinámicos para evaluar los cinco sistemas
de retención que se pueden encontrar en el mercado (ver Tabla 1). Por lo
tanto se han evaluado cinco configuraciones de retención de los ocupantes
para cada talla en impacto frontal. La respuesta de los maniquíes se
encuentra influenciada por la butaca destinada al ensayo, de la cual sólo se
ha trabajado con un fabricante, no habiéndose contratado en el estudio la
necesidad de evaluar las butacas de fabricantes diferentes. De esta forma no
se han evaluado sistemas equivalentes (o incluso los mismos sistemas como
podrían ser los cojines elevadores) con otro tipo de butacas (donde varía su
rigidez, geometría, localización de puntos de anclaje, etc.)
ƒ
Los ensayos se han realizado con maniquíes de diferentes tallas (1.5, 3, 6 y
10 años).
Los maniquíes de impacto infantiles no son niños, es decir, aunque el
maniquí de impacto es una herramienta que emula al cuerpo humano en
condiciones de impacto su comportamiento no es exactamente el del ser
humano. En el caso de simulación hay otro escalón, puesto que no existe
modelo matemático validado de niño, si no que existen modelos de maniquí
infantil (donde su comportamiento no es exactamente igual al del maniquí).
Además la instrumentación de cualquier maniquí de impacto es limitada y
concentrada en unos puntos y por lo tanto no es capaz de predecir todas las
lesiones que se pueden originar durante un accidente.
Se han utilizado diferentes tallas de maniquíes (representado diferentes
edades), lo que permite abarcar prácticamente cualquier rango de edad.
ƒ
Se han posicionado los ocupantes según la reglamentación.
Esto significa que los ocupantes van perfectamente sentados en las butacas,
con las piernas rectas, los cinturones correctamente colocados, la butaca en
posición vertical, etc. No se han evaluado situaciones de “fuera de posición”.
A la vista de los anteriores puntos puede dar la impresión que se ha realizado un
estudio muy sesgado, lo cual se encuentra lejos de la realidad, puesto que:
ƒ
El objetivo del presente estudio es dilucidad cual podría ser el mejor tipo de
sistema de retención infantil en autocares.
ƒ
Se han realizado ensayos dinámicos con butacas homologadas y
comerciales representativas del mercado nacional.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
ƒ
Se han seleccionado cinco configuraciones de ensayo realistas. Los sistemas
de retención infantil que se han utilizado son comerciales y homologados.
ƒ
El maniquí de impacto es la mejor herramienta física disponible para evaluar
la seguridad ante impacto. Además se ha realizado un especial esfuerzo en
contar con los mejores maniquíes disponibles en el mercado.
ƒ
Se han utilizado maniquíes de impacto de distintas edades englobando
prácticamente la totalidad de la población infantil (a excepción de los
menores de 18 meses2).
4.1.1. Evaluación del movimiento de los ocupantes infantiles sin retención en
caso de accidente
En esta configuración de ensayo, los ocupantes del autocar van completamente
sueltos siendo el respaldo de la butaca precedente el responsable de la retención del
ocupante. En la Figura 3 se muestra una secuencia de imágenes del ensayo, donde
en primera instancia se observan los maniquíes de seis y tres años, en la plaza
trasera y delantera respectivamente (para mayor información sobre el contenido de
este ensayo, consúltese el Apéndice 3).
Se comprueba que los ocupantes deslizan a lo largo del asiento impactando
irremediablemente contra la butaca precedente. Los ocupantes de menor talla
impactan primeramente con los pies, siendo incapaces de retener el cuerpo
(flexionando las rodillas), para finalmente impactar con la cabeza y el tórax en la
butaca anterior. Sin embargo, el maniquí de mayor edad (diez años) tiene un
comportamiento muy similar a un ocupante adulto, donde primero impacta con las
rodillas con unos niveles aceptables de retención para posteriormente iniciar un giro
del torso hacia delante provocando el impacto de la cabeza en la parte trasera del
respaldo (no produciéndose el contacto del pecho con la butaca delantera).
2
El Reglamento General de Circulación (RGC) sólo establece la obligatoriedad de utilizar sistemas de
retención en autocares para ocupantes con edades iguales o superiores a los tres años.
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Figura 3. Secuencia de imágenes (cámara derecha). Maniquíes sueltos.
En este caso, los daños más importantes se producen en cabeza y cuello (para este
tipo de maniquíes, series P y Q, no se puede medir los esfuerzos en las extremidades
inferiores), aunque se observan flexiones importantes en el tobillo para el maniquí de
seis años y una hiperextensión en la rodilla del maniquí de tres años. Dependiendo de
la talla del ocupante, la zona de contacto de la cabeza con la butaca precedente es
variable, produciéndose contactos en zonas con diferente rigidez de la butaca.
El maniquí de menor tamaño (representando a un niño de 18 meses, 1.5 años), no fue
debidamente retenido por la butaca anterior, impactando finalmente contra el suelo.
Este es un hecho de gravedad, puesto que no se puede predecir contra qué zona se
va a producir el contacto del ocupante, por lo que pueden existir contactos
secundarios contra zonas metálicas. El resto de ocupantes, finalizaron el ensayo en
su propia butaca, por lo que la retención del ocupante (desde el punto de vista
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cinemático) es correcta, si bien un ligero ángulo de la dirección del impacto podría
producir diferentes resultados.
4.1.2. Evaluación del comportamiento del cinturón de 2 puntos en caso de
accidente para ocupantes infantiles
En este segundo caso se analiza el caso de un sistema de retención que consta de
butacas equipadas con cinturones de seguridad de dos puntos. En este ensayo se
observa que la cinemática del impacto es bastante diferente, puesto que existe una
retención de la zona pélvica (provocada por el cinturón de dos puntos).
Posteriormente se inicia una rotación del torso del ocupante hacia delante hasta que
se produce el impacto de la cabeza con el respaldo de la butaca precedente (para un
mayor detalle véase el Apéndice 3).
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Figura 4. Secuencia de imágenes (cámara derecha). Cinturón 2P.
En este caso, los mayores daños se vuelven a producir en la cabeza y cuello. Los
daños en cabeza son producidos por el contacto de la misma contra la butaca
anterior, golpeando en una zona inferior a la producida en la configuración anterior
(ocupantes libres). Mientras que en el cuello los mayores daños se producen debido al
movimiento rotativo de extensión del cuello, obteniéndose un mecanismo de lesión
similar a lo ocurrido en ocupantes adultos. La retención del ocupante es buena,
participando activamente tanto el cinturón de seguridad como las butacas precedentes
para cada uno de los ocupantes.
4.1.3. Evaluación del comportamiento del cinturón de 3 puntos en caso de
accidente para ocupantes infantiles
En este sistema de retención, se comprueba el nivel de retención ofrecido por una
butaca con cinturón de tres puntos y ningún otro sistema adaptativo a la edad o talla
del ocupante. Naturalmente, esta configuración se encuentra muy marcada por la
compatibilidad geométrica que ofrece el cinturón para cada uno de los ocupantes
(para un mayor detalle consúltense los Apéndices 1 y 3).
En esta configuración se observa un comportamiento claramente diferente a los
anteriores sistemas de retención. Se comprueba que existe una retención tanto a nivel
de la zona pélvica como del tórax, evitando el contacto de la cabeza contra el
respaldo precedente en todos los ocupantes. Desde el punto de vista cinemático, este
sistema ofrece una mejor retención que los dos sistemas precedentes (ocupantes
sueltos o utilización de cinturón de dos puntos de anclaje).
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Figura 5. Secuencia de imágenes (cámara derecha). Cinturón 3P.
Este sistema de retención obtiene niveles de lesión significativamente más bajos en
cabeza y cuello que los sistemas con cinturón de dos puntos o ningún sistema de
retención. La aceleración en pelvis se encuentra en niveles similares al cinturón de
seguridad de dos puntos, obteniendo ambas configuraciones mejores resultados que
el ensayo con maniquíes libres. La retención ofrecida a los ocupantes es satisfactoria,
quedando los niños sujetos en todo momento por el cinturón de seguridad.
4.1.4. Evaluación del comportamiento de sistemas de retención adecuados a la
talla del ocupante en caso de accidente para ocupantes infantiles
Finalmente se comprueba el comportamiento de sistemas de retención adaptados a la
talla del ocupante. Se analizan dos sistemas diferentes.
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ƒ
Una butaca que incorpora un cinturón de seguridad con la capacidad de
regular la altura del reenvío del hombro de la banda del cinturón
(sistema FITSA-IDIADA).
ƒ
Una butaca estándar con cinturón de tres puntos en los que se le ha
incluido un Sistema de Retención Infantil (SRI) homologado por el
Reglamento ECE R44 [1].
Para un mayor detalle véase el Apéndice 3.
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Figura 6. Secuencia de imágenes (cámara derecha). Cinturón 3P ajustable.
La cinemática del ensayo en estas dos configuraciones (Figura 6 y Figura 7) es muy
similar a la obtenida por una butaca con cinturón de tres puntos, es decir, se produce
una adecuada retención tanto de la pelvis como del torso. En esta ocasión, puesto
que son sistemas adaptativos a la talla del ocupante, no existe una incompatibilidad
geométrica de la banda diagonal del cinturón.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
En el caso de la butaca convencional de tres puntos con un SRI, la retención de todos
los ocupantes fue correcta. Se utilizaron dispositivos homologados para cada uno de
los grupos existentes. Esto corresponde que para el niño de menor edad (18 meses)
se recurre a una sillita integral (con arneses de seguridad propios), mientras que para
el resto de ocupantes se utiliza un cojín elevador conjuntamente con el cinturón de
seguridad de la butaca.
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Figura 7. Secuencia de imágenes (cámara derecha). Cinturón 3P + SRI.
El sistema de butaca con cinturón de 3 puntos ajustable (sistema FITSA-IDIADA) no
consiguió la total retención del ocupante de menor edad (18 meses), quedando
finalmente el cinturón con una disposición equivalente a un cinturón con dos puntos
de anclaje.
En el caso de butacas de tres puntos con SRI, el maniquí de menor tamaño (P1.5)
golpeó con la cabeza levemente contra el asiento delantero. Esto es debido a que al
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incorporar una sillita integral, la distancia de la cabeza frente al asiento se redujo
drásticamente, incrementando consecuentemente la posibilidad de impacto de la
cabeza contra la butaca delantera como finalmente ocurrió.
Los niveles de aceleraciones y esfuerzos no fueron muy altos (en especial
comparados con las configuraciones de retención que no utilizan cinturones de tres
puntos). En este tipo de configuraciones, se obtuvieron alguno de los niveles más
elevados en el rebote contra la propia butaca en el cuello, encontrándose en la zona
lesiva para el sistema FITSA+IDIADA.
4.1.5. Seguridad infantil ante impacto frontal (atendiendo a la edad)
4.1.5.1. Ocupante de diez años
La evaluación de la seguridad para niños de esta talla ha sido realizada mediante el
maniquí de impacto P10. La altura total de este maniquí es de 137,6 cm con una
altura de sentado de 72,5 cm. Este maniquí de impacto incorpora sensores en la
cabeza y tórax lo que permite analizar únicamente en estas zonas del cuerpo la
seguridad ofrecida por los diferentes sistemas de retención mediante la criterios de
lesión medidos por el maniquí. Con el maniquí P10 no se puede analizar la
probabilidad de sufrir lesiones cervicales, zona del cuerpo donde se han superado los
límites de lesión para los maniquíes Q3 y Q6.
Debido a este maniquí no está diseñado para poder evaluar la seguridad de la cabeza
cuando existe un impacto directo, los niveles de aceleración sufridos en cabeza por
este ocupante, deben tomarse únicamente como orientativos no pudiéndose concluir
si en alguna de las configuraciones de sistema de retención evaluadas se producirían
lesiones en la cabeza. En las dos últimas configuraciones ensayadas que equivalen a
no utilizar ningún sistema de retención y la utilización de cinturón de seguridad de dos
puntos, se han obtenido aceleraciones prácticamente el doble que los otros tres
sistemas de retención analizados, aunque no se puede concluir que dichos valores
vayan a generar una lesión en dichos ocupantes.
Las tres configuraciones con cinturones de tres puntos (sistema adaptativo FITSAIDIADA, butaca de tres puntos con cojín elevador (SRI) y butaca con cinturón de tres
puntos) obtienen resultados parejos. Para este ocupante no existen grandes
diferencias entre estos tres sistemas de retención. La configuración que utiliza el cojín
elevador es la que ofrece unos resultados algo mejores, puesto que al elevar la altura
del ocupante consigue un mejor posicionamiento del cinturón de seguridad.
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Para las configuraciones con cinturón de tres puntos no se ha observado ninguna
situación en que el cinturón se deslice del hombro del maniquí y por lo tanto se puede
decir que la interacción del cinturón de tres puntos con el ocupante de 10 años es
adecuada.
Por lo tanto para un niño de 10 años de edad, la configuración más recomendable a
utilizar sería la utilización de butacas de tres puntos (en cualquiera de las
configuraciones evaluadas, puesto que obtienen resultados similares). Para poder
reflejar si la configuración con cinturones de dos puntos es lesiva en la cabeza para
ocupantes de diez años, sería necesario realizar ensayos con un maniquí que
disponga de una cabeza con capacidad de predecir lesiones en dicha zona cuando
existe contacto directo, tal y como es el caso de Hybrid III de 10 años.
4.1.5.2. Ocupante de seis años
Para ocupantes de seis años de edad, se ha evaluado su protección ante impacto
mediante el maniquí Q6. La estatura de este maniquí es de 114 cm y su altura de
sentado de 60 cm. Este maniquí de impacto incluye numerosa instrumentación
(cabeza, cuello, pecho, columna y pelvis) que ha sido analizada para evaluar la
idoneidad de los diferentes sistemas de retención (véase Apéndice 4). Este maniquí
no incluye ninguna instrumentación para las piernas y en todos los ensayos se ha
observado un hiperflexión del tobillo, siendo más acusada en los ensayos sin
retención y con cinturones de dos puntos. Al no disponer de sensores en esta parte
del maniquí, no se puede valorar su potencial lesividad. Lamentablemente no existe
un maniquí de seis años que incorpore medición de esfuerzos en las tibias, aunque
sería interesante comprobar si existe la misma hiperextensión con el Hybrid-III de seis
ya que dispone de mejor biofidelidad por diseño en el tobillo del el Q6.
En la configuración con cinturón de dos puntos se obtienen valores muy elevados de
aceleración en cabeza (llegando muy cerca de límites con probabilidad de daño
cerebral). También se obtienen valores lesivos para la extensión del cuello cuando se
utilizan cinturones de dos puntos. Esta situación lesiva se puede haber visto influencia
por el diseño particular de la butaca con la que se realizó el ensayo.
Por otra parte, la configuración en la que van los ocupantes libres se obtienen valores
muy altos de los esfuerzos de cortadura en el cuello, sobrepasando los límites
tomados como referencia de lesión, existiendo una probabilidad elevada de lesión
cervical.
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De nuevo existe un salto claro entre los sistemas de retención que utilizan butacas de
tres puntos frente a las cuales no lo hacen. Estos tres sistemas de retención obtienen
niveles de retención similares.
En el caso de hacer distinción entre los tres sistemas con los resultados más
favorables, la configuración que globalmente ha obtenido los mejores niveles de
retención ha sido la que utiliza el cojín elevador conjuntamente con la butaca con
cinturón de tres puntos. En esta configuración no se ha superado ninguno de los
criterios de lesión para el maniquí de seis años de edad.
Respecto a la situación de utilizar directamente el cinturón de tres puntos de la butaca
estándar sin ningún tipo de alza. El maniquí de seis años no ha superado ninguno de
los criterios de lesión, habiéndose obtenido una retención adecuada, a excepción de
una flexión elevada del tobillo que no se puede valorar su lesividad. Quizá esta sea la
edad límite para la utilización del cinturón de tres puntos en autocares (sin ningún
sistema auxiliar), puesto que la banda diagonal del cinturón se encuentra muy cerca
del cuello pudiendo ocasionar abrasiones, además de la posible incomodidad del
ocupante. Un acolchado en la banda del cinturón podría evitar dichos problemas.
El sistema adaptativo FISTA-IDIADA se encuentra prácticamente al mismo nivel que la
seguridad ofrecida por una butaca con cinturón de tres puntos (tal y como la utilizaría
un adulto), si bien es cierto que ha obtenido niveles de extensión en cuello que han
superado los límites de lesión adoptados provocados por el contacto con su propia
butaca, este aspecto emprobece la seguridad ofrecida por este sistema de retención
adaptativo a la talla del ocupante.
4.1.5.3. Ocupante de tres años
Teniendo en cuenta que la tasa de escolarización para niños mayores de tres años se
encuentra en España en el 94.4% [13], se puede considerar que es la edad mínima
de escolarización efectiva. El ocupante de tres años de edad está representado por el
maniquí Q3. La altura de este maniquí es de 98 cm y su altura de sentado de 56 cm.
Este maniquí incorpora la misma instrumentación que su homólogo de seis años, es
decir, incorpora sensores en cabeza, cuello, pecho, columna y pelvis.
En las configuraciones de ocupantes sueltos y con utilización de cinturón de dos
puntos se han obtenido niveles de aceleración en cabeza y pecho más elevados que
en las configuraciones que utilizan cinturones de tres puntos, aunque no se han
superado los criterios de lesión adoptados. Los niveles de extensión en el cuello con
cinturones de dos puntos han estado próximos a superar los criterios de lesión
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aunque se han quedado por debajo. La aceleración vertical del pecho en la
configuración de cinturones de dos puntos ha estado en el límite de superar el criterio
de lesión aunque como se ha comentado en el apéndice 4, aunque este valor puede
haber estado influenciada por la rotura del cuello. En los ensayos con el ocupante sin
retener se ha observado una hiperextensión de la rodilla, aunque no se puede valorar
si estará en el rango lesivo.
En la configuración de cinturón de tres puntos sin ningún tipo de sistema de retención
infantil adicional, los esfuerzos de tracción en el cuello han estado próximos a su valor
lesivo, aunque no se han superado. Los restantes criterios de lesión han estado
bastante por debajo de sus valores lesivos. En esta configuración aunque el
funcionamiento del cinturón de tres puntos ha mostrado ser adecuado, existen serias
dudas de si debido a la incompatibilidad geométrica con la estatura del niño de tres
años, su utilización real sería la adecuada tal y como se ha realizado el ensayo
dinámico.
Cuando se utiliza el cinturón de tres puntos con un alza y una correa de adaptación de
la banda torácica al nivel del hombro se obtiene un esfuerzo de tracción en el cuello
que llega a superar ligeramente el límite de lesión. Este sistema de retención infantíl
elimina la incompatibilidad geométrica del cinturón de tres puntos aunque es laborioso
de colocar. En el resto de criterios de lesión los valores obtenidos están por debajo de
los límites de lesión.
En los ensayos con el sistema de retención FITSA+IDIADA, no existe problema de
incompatibilida geométrica con el cinturón. Los esfuerzos de tracción del cuello
aunque han estado por debajo del límite de lesión han estado cercanos a dicho límite
adoptado. La capacidad de protección de este sistema de retención se ve mermada
durante la fase de rebote al superarse notablemente el criterio de momento en
extensión del cuello, situándose en la zona lesiva.
4.1.5.4. Ocupante de dieciocho meses
Finalmente, el maniquí de impacto P1.5 representa a un ocupante de un año y medio
de edad. La altura total de este maniquí es de 82 cm y su altura de sentado de 49,5
cm. Este maniquí incorpora instrumentación en cabeza, cuello, pecho y pelvis. Aunque
la probabilidad de que un ocupante de esta talla viaje en autocar es baja, también se
ha evaluado la seguridad ofrecida para niños de 18 meses.
Las configuraciones de ensayo para este maniquí han sufrido unas leves
modificaciones con respecto a las utilizadas para las otras edades:
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ƒ
El sistema adaptativo FITSA-IDIADA, no está homologado para
ocupantes de esta talla. Aún así se ha realizado el ensayo con este
maniquí. Puesto que existía una incompatibilidad geométrica con el
cinturón, se utilizó un cojín elevador y se realizó en ensayo con ambos
sistemas. Hay que hacer constancia que tanto el sistema FITSA-IDIADA
como el cojín elevador no se encuentran homologados para esta talla
de ocupante.
ƒ
La segunda configuración de ensayo (con SRI) se ha realizado con una
sillita de retención infantil homologada para el “Grupo I” (al que
pertenece este ocupante). Este sistema corresponde con una silla
integral con arneses propios.
El peor sistema de retención para este ocupante ha sido sin lugar a dudas en el que
no se utilizan los cinturones de seguridad. Además de que al finalizar el ensayo el
maniquí no se encontraba en la butaca (con el consiguiente peligro de segundos
impactos frente a partes o piezas rígidas), ha obtenido niveles lesivos en cuello y muy
altos en cabeza, lo que hace desanconsejable que los niños de 18 meses viajen sin
ningún sistema de retención en autocares.
En cuanto a las butacas con cinturón de dos puntos, ha obtenido malos resultados en
cabeza siendo más elevados que con cinturones de tres puntos y SRI y cercanos a
los límites de lesión pero sin superarlos. En el resto de los criterios de lesión obtenien
valores más bajos que en el caso de no utilizar cinturones de seguridad. Las lesiones
de extensión del cuello no se han podido verificar al incorporar este maniquí un bulón
de rotación en los condilos occipitales y no se puede asegurar que no vayan a
producirse. La utilización de un maniquí de la serie Q de 18 meses habría permitido
obtener información sobre este aspecto. Por lo tanto, aunque no se haya superado
ninguno de los criterios de lesión verificados no se recomienda la utilización del
cinturón de dos puntos por los niños de 18 meses de edad.
El sistema FITSA-IDIADA junto con cojín elevador, no ha obtenido malos niveles lo
que podría hacer pensar que ha sido un sistema satisfactorio. Desgraciadamente, la
banda diagonal del cinturón resbaló por el costado del maniquí proporcionando una
retención deficiente, convirtiéndose en los instantes finales del impacto en un cinturón
de dos puntos y cargando la zona abdominal del maniquí. Si bien es cierto que
inicialmente obtuvo algo de retención en el tórax, lo que provocó unos resultados
aceptables. No se puede evaluar el posible daño sufrido por el niño en el hombro y en
el abdomen provocado por el cinturón de seguridad.
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La utilización del cinturón de seguridad de tres puntos (tal y como lo haría un adulto)
ha obtenido unos niveles favorables. Sin embargo, existe una incompatibilidad
geométrica total, por lo que es un sistema que plantea dudas de viabilidad para que
pueda ser utilizado correctamente en la práctica.
Finalmente sólo queda un único sistema que obtiene unos valores aceptables, una
adecuada retención y una compatibilidad geométrica adecuada. Este sistema es el
que utiliza una butaca con cinturón de tres puntos conjuntamente con un Sistema de
Retención Infantil (en este caso una sillita integral). Dadas las dimensiones de la sillita
empleada, se ha producido un leve contacto de la cabeza con la butaca precedente
(produciendo leves incrementos de la aceleración registrada). Este puede ser el punto
crítico puesto que dependiendo del tipo de butaca y de la distancia entre asientos
empleada se pueden producir contactos más rígidos que los producidos en el ensayo
dinámico realizado. Como punto desfavorable se encuentra el tamaño del dispositivo,
puesto que si en un autocar viajan un número elevado de niños de estas edades, se
hace realmente complicado la utilización de este sistema (por motivos de espacio,
tiempo de sujección de los niños y comodidad), si bien desde el punto de vista de la
seguridad es el que mejores resultados ha obtenido.
4.1.6. Seguridad infantil ante impacto frontal (atendiendo al sistema de
retención)
Una vez analizados para cada tipo de maniquí los diferentes sistemas de retención
evaluados, en los siguientes apartados se muestra sucintamente la capacidad de los
diferentes sistemas de retención para albergar a los diferentes ocupantes, pudiendo
existir un límite o frontera de edad para el cual el sistema no puede ser aconsejado.
4.1.6.1. Sistema adaptativo FITSA-IDIADA
Sistema homologado para ocupantes de tres o más años. A excepción del ocupante
de menor edad (18 meses), el sistema puede ser aconsejado para ocupantes cuya
estatura sea superior a 114 cm. Este sistema tiene un defecto importante durante la
fase de rebote y es que se han superado los límites de lesión para la extensión del
cuello, por lo que sería un apartado a mejorar antes de poder ser utilizado. Tiene la
ventaja que la butaca puede ser utilizada indistintamente por niños y por adultos, si
bien el coste de fabricación es más elevado que el de una butaca equivalente con
cinturón de tres puntos y el rozamiento existente de la banda de cinturón (al menos en
los especimenes ensayados) es bastante elevado, lo cual disminuye el ajuste del
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
cinturón durante una utilización normal y puede modificar los resultados obtenidos en
este estudio.
4.1.6.2. Sistema con cinturón de tres puntos y Sistema de Retención infantil
Sistema de retención altamente aconsejado. Obtiene para todos los ocupantes unos
niveles de retención adecuados, siendo el único sistema que ha sido eficaz para el
ocupante de menor tamaño (un año y medio). En el caso de ocupantes con edad
inferior a los tres años, el SRI tendría que ser una sillita integral lo que supone una
desventaja en precio, espacio y tiempo entre otros.
Para los ocupantes de tres años y mayores el dispositivo a utilizar podría ser
simplemente un cojín elevador que es un elemento mucho más compacto, asequible y
fácil de usar que la sillita integral. Para los ocupantes de mayor tamaño (diez años) la
utilización del alza mejora la protección ofrecida aunque no es indispensable su
utilización, ya la talla del maniquí de 10 años utilizado es de 137,6 cm, superior a los
135 cm que el Reglamento General de Circulación establece como límte para tener
que utilizar los cinturones de seguridad que incorpore el autocar, si bien no establece
que estos tengan que ser de tres puntos.
4.1.6.3. Sistema con cinturón de tres puntos standard
Sistema de retención con una incompatibilidad geométrica grave o muy grave en
niños con edades de tres años o inferior, aunque en los ensayos no se han superado
los criterios de lesión. Para los niños con una edad de seis años (114 cm de estatura o
superior), se encuentran en una talla en la que sería factible utilizar las butacas con
cinturón de tres puntos tal y como las utilizaría un adulto. Para ocupantes con una
edad superior, es un sistema de retención recomendable, obteniendo buenos
resultados en la retención de ocupantes.
4.1.6.4. Ningún sistema de retención
Podría ser comparado con el sistema americano conocido como del
“compartimentalización”. Si bien este sistema tiene unas peculiaridades especiales
que en Europa no se cumplen y por lo tanto las butacas con las que se han realizado
los ensayos han obtenido malos resultados en impacto frontal para todas las edades.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
No es un sistema para nada recomendable ante impacto lateral y/o vuelco y tampoco
lo es para impacto frontal a la vista de este estudio. Obtiene altos valores de
aceleración en cabeza, valores muy altos de esfuerzos en cuello. Incluso ante impacto
puramente frontal no garantiza que los ocupantes permanezcan en sus butacas una
vez finalizado el impacto, pudiendo existir impactos secundarios contra piezas rígidas
(patas, anclajes, tornillos, guías...) que pueden causar daños incluso mayores que el
propio impacto principal.
Aunque se pueda mejorar la seguridad en impacto frontal de los niños mediante la
utilización de butacas con respaldos más acolchados (la butaca utilizada tiene una
superficie relativamente rígida), la existencia de impactos secundarios y el hecho de
que los niños se salen de la zona de protección, no hacen que esta solución pueda
parecer viable ni recomendable.
4.1.6.5. Sistema con cinturón de dos puntos
En relación a las butacas con cinturón de dos puntos, cuya instalación está permitida
en la reglamentación de seguridad de vehículos. Este tipo de cinturón no ha mostrado
incompatibilidad geométrica con ninguno de los niños incluso con el más pequeño se
ha posicionado correctamente. Durante los ensayos no se han observado
deslizamientos de la banda del cinturón sobre el abdomen que pudiera derivar en
lesiones severas. Sin embargo la retención ofrecida a los niños es pobre, ya que no
limita la excursión del torax y de la cabeza y en todas las edades ensayadas se ha
golpeado la cabeza contra el respaldo de la butaca delantera.
Los impactos de la cabeza para todas las edades han estado por debajo de los límites
de lesión utilizados en el estudio, incluso teniendo en cuenta que las cabezas de los
niños de 18 meses, 3 años y 6 años se han golpeado contra la parte dura del respaldo
de la butaca utilizada. Con cinturones de dos puntos se han superados los límites de
lesión para los momentos en extensión del cuello del Q3 y Q6, únicos maniquíes que
permiten valorar estos criteriós de lesión, resultado en configuraciones lesivas.
También se han superado los límites de lesión de la aceleración vertical en el pecho
para el Q3 y ha estado muy cercano al límite de lesión para este criterio en el maniquí
de 18 meses. No obstante este criterio de aceleración vertical en el pecho está
incluido en el reglamento 44 para valorar los esfuerzos de extensión del cuello de los
niños cuando no existe impacto directo de la cabeza mientras que en los ensayos
realizados se han producido estos valores máximos cuando la cabeza está
impactando con el respaldo estando el cuello sometido a compresión.
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4.2.
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RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES
Vuelco
4.2.1. Evaluación del movimiento de los ocupantes infantiles sin retención en
caso de accidente
Figura 8. Vista lateral, cámara interior. Sin retención.
En la Figura 8 se puede comprobar que el hecho de no incluir ningún sistema de
seguridad en lo que refiere a la retención de los ocupantes no evita la eyección total
de éstos de sus asientos, dando lugar a un movimiento descontrolado, violento, y
indudablemente peligroso para su integridad. El caso de los ocupantes infantiles es
especialmente grave, pues estos son los que sufren los golpes de mayor aceleración,
pues son los ocupantes más ligeros, y por lo tanto la posibilidad de salir eyectados es
mayor.
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Figura 9. Vista lateral, cámara exterior. Sin retención.
En esta otra cámara también se puede observar como ninguno de los ocupantes (ni
infantiles ni adultos) tiene control alguno sobre si cuerpo, pues éstos se mueven
libremente debido a las aceleraciones laterales producidas por el vuelco.
Se puede comprobar que los pasajeros infantiles no están nunca sujetos a los
asientos, lo que produce que los cuerpos no tengan ninguna clase de impedimento en
dirección alguna durante un accidente. Las lesiones sufridas por los ocupantes son
muy graves debido a la cantidad y agresividad de los golpes recibidos en el vuelco, ya
que golpean asientos, techo, cristales (partes rígidas) e incluso otros ocupantes en
varias partes del cuerpo. En algunos casos, los ocupantes pueden acabar debajo de
los asientos como consecuencia de este movimiento descontrolado, lo que demuestra
que en un vuelco las posibilidades de sufrir golpes graves o muy graves (fatales) son
muy elevadas.
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Figura 10. Vista frontal, cámara exterior. Sin retención.
Por otro lado, se aprecian los deslizamientos laterales y las trayectorias de cada
ocupante. Los pasajeros de las plazas interiores se abalanzan violentamente sobre
los que están en los asientos situados junto a las ventanas, que a la vez impactan
fuertemente contra el cristal de la ventana, lo que produce fuertes lesiones en la
cabeza y cuello. Además de caer sobre los demás ocupantes, se corre el riesgo de
salir eyectado del autocar, provocando lesiones fatales o amputaciones.
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4.2.2. Evaluación del comportamiento del cinturón de 2 puntos en caso de
accidente para ocupantes infantiles
Figura 11. Vista lateral, cámara interior. Cinturón 2P.
A diferencia del caso anterior, en el que los ocupantes no disponían de ningún sistema
de retención, se estudia ahora los efectos de la colocación del cinturón de 2 puntos en
los asientos del autocar. Este cinturón se considera válido para cualquier tipo de
ocupante, sin tener en cuenta la edad o la talla de éste. Consiste en la retención del
ocupante a partir de una banda de cinturón subabdominal, unido al asiento mediante
dos anclajes inferiores, correctamente posicionados tal y como se define en el
Entregable 1 de este mismo proyecto.
Así pues, en la Figura 11 se aprecia como se permite que los ocupantes estén bien
sujetos al asiento en todo momento. Con este sistema, se reducen las lesiones
causadas a los ocupantes, pues se reduce la posibilidad de golpearse en toda la
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cabina al mantenerse confinados a una menor área. Además, evita la eyección total o
parcial del pasajero, lo que reduce significativamente el riesgo de sufrir lesiones
fatales o amputaciones.
A lo largo de la volcadura, el cinturón retiene a los pasajeros en su asiento, ya que el
cinturón tiene el ángulo de abrazada correcto, y la zona pélvica es la estructura ósea
más resistente de esa zona.
Figura 12. Vista lateral, cámara exterior. Cinturón 2P.
Sin embargo, este sistema no evita que el torso, el cuello, la cabeza y las
extremidades se muevan sin control, lo que conlleva una serie de peligros para la
seguridad e integridad del ocupante infantil. En primer lugar, permite que la cabeza
sufra el denominado golpe por latigazo o “whiplash”, consecuencia de una fuerte y
brusca desaceleración que el cuello no es capaz de absorber. En segundo lugar,
tampoco evita que los ocupantes se golpeen entre ellos, sobretodo en la cabeza, pues
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el torso se mueve libremente, aunque sí evita la precipitación total de un ocupante
hacia el otro.
Además, la posibilidad de deslizarse lateralmente y de tener el área torácica
moviéndose libremente bajo influencia de las fuerzas del choque puede producir
golpes sumamente fuertes con otros ocupantes o lesiones, así como amputaciones al
permitir que el cuerpo abandone la carrocería del vehículo.
Figura 13. Vista frontal, cámara exterior. Cinturón 2P.
En ésta última vista (Figura 13) se puede apreciar claramente el deslizamiento lateral
que sufre el cuerpo del ocupante a lo largo del asiento. Al tratarse de niños de
distintas edades, las fuerzas aplicadas sobre la zona pélvica van a resultar menores
que las de los ocupantes adultos debido a su menor peso, pero se corre el riesgo de
que el menor tamaño les pueda permitir excesivos deslizamientos.
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4.2.3. Evaluación del comportamiento del cinturón de 3 puntos en caso de
accidente para ocupantes infantiles
Figura 14. Vista lateral, cámara interior. Cinturón 3P.
El cinturón de 3 puntos consiste en combinar el cinturón de 2 puntos comentado en el
capítulo anterior, con una banda torácica que retiene en todo momento el torso del
ocupante, evitando así un movimiento descontrolado del cuerpo de los ocupantes.
Comparando los resultados obtenidos a través de la simulación con los de aquellos
ocupantes que disponían de cinturones de 2 puntos, es evidente que la eficiencia de
los sistemas de retención de 3 puntos es mucho mayor.
En primer lugar, el hecho de disponer de la banda subabdominal garantiza que los
ocupantes estén bien sujetos al asiento en todo momento, tal y como ocurría con el
cinturón de 2 puntos. Los anclajes inferiores resultan a la vez seguros y cómodos para
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todos los ocupantes, mientras que el ángulo de abrazada del cinturón subabdominal
es el adecuado para una correcta sujeción de los pasajeros.
Si nos centramos en las ventajas de éste cinturón respecto al anterior, vemos que el
anclaje superior permite una correcta retención los cuerpos de los ocupantes,
evitando así cualquier posibilidad de eyección total o parcial de los mismos.
Figura 15. Vista lateral, cámara exterior. Cinturón 3P.
Sin embargo, también parece evidente que el hecho que el cinturón de 3 puntos esté
pensado para ser instalado en todos los asientos con independencia de la edad o la
talla del ocupante, va a provocar que su eficiencia varíe en función de las
características del ocupante. Así pues, resulta imprescindible en este capítulo la
comparación entre el comportamiento del cinturón de 3 puntos en pasajeros infantiles
y en adultos, pues eso permitirá una mejor comprensión de las ventajas o
inconvenientes que es capaz de aportar.
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En los ocupantes adultos (Figura 17), la banda torácica del cinturón pasa primero por
el esternón y luego por la clavícula, partes consideradas como las adecuadas para un
óptimo funcionamiento del conjunto del cinturón de seguridad, puesto que son las más
resistentes dentro de la zona de contacto. Consecuentemente, en caso de vuelco, el
sistema de retención realiza su función a la perfección.
En cambio, en los ocupantes infantiles (Figura 16), pese a que se consigue evitar las
lesiones más graves (o fatales), se producen varios efectos contraproducentes, tales
como presiones inadecuadas en el abdomen y abrasiones en partes como el cuello,
puesto que la banda del cinturón de seguridad está diseñada para el cuerpo de los
ocupantes adultos.
Figura 16. Vista frontal, cámara exterior. Cinturón 3P (ocupante infantil).
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Figura 17. Vista frontal, cámara exterior. Cinturón 3P (ocupante adulto).
Se puede apreciar también una reducción de la rotación de la cabeza sobretodo en
los ocupantes infantiles, sin duda consecuencia directa de la mayor retención de todo
el cuerpo. Esto permite evitar, o reducir, las lesiones cervicales producidas en los
ocupantes infantiles, cuyas consecuencias pueden ser muy graves a largo plazo.
Aparte de los aspectos comentados en diapositivas anteriores, en esta vista se puede
apreciar detalladamente las consecuencias de una correcta sujeción del torso del
ocupante infantil. A pesar de que el cinturón de 3 puntos fijos puede producir lesiones
de diversa consideración en este tipo de ocupantes, lo cierto es que se evita la
totalidad de los impactos que pueden resultar en lesiones fatales.
En concreto, se evita en un primer momento la flexión total del torso hacia delante,
mediante la retención del ocupante gracias a la banda del torso. A continuación, se
evita el movimiento contrario, es decir el grave impacto de la espalda y del cuello
contra el asiento, evitando así este movimiento tan descontrolado.
Además, se evita gran parte del deslizamiento lateral de los ocupantes en sus
asientos, lo que evita un posterior contacto entre ellos en el momento del impacto
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lateral contra el suelo. Por último, se consigue reducir la rotación de la cabeza, así
como sus lesiones derivadas.
El caso del ocupante junto a la ventana no permite evitar del todo la gravedad de las
lesiones, puesto que resulta inevitable el impacto de la cabeza contra el cristal o
contra el suelo, al menos con la única ayuda del cinturón de seguridad.
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4.2.4. Evaluación del comportamiento de sistemas de retención adecuados a la
talla del ocupante en caso de accidente para ocupantes infantiles
Figura 18. Vista lateral, cámara interior. Cinturón 3P ajustable.
El cinturón de 3 puntos ajustable es un sistema de retención basado en el cinturón de
3 puntos, pero en este caso permite ajustarse a las características del ocupante. Por
ello, es el único sistema que permite un ajuste determinado para las características de
los ocupantes infantiles, pues permite asegurar un funcionamiento óptimo
independientemente de talla del pasajero. Así pues, este sistema resulta el más
eficiente para los ocupantes infantiles, pues también permite hacer una diferenciación
entre los distintos ocupantes que van desde los 3 años hasta los 12 años.
El dispositivo diseñado por Applus+ IDIADA consiste en un cinturón de seguridad
diseñado para asiento de autocar que, al colocar el reenvío del cinturón en el lado de
la hebilla, permite a la cinta torácica atravesar el asiento más o menos
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horizontalmente a la altura del hombro del ocupante, ya que dispone de una guía
adaptable a diferentes alturas según la talla del ocupante.
En el caso que la rigidez de la estructura del asiento sea capaz de elevar la tensión de
manera que produzca una deceleración demasiado elevada del tórax del ocupante, el
dispositivo permite la instalación de un limitador de carga, acotando el valor de la
fuerza.
Figura 19. Vista lateral, cámara exterior. Cinturón 3P ajustable.
Analizando las características del sistema de retención ajustable a la talla del
ocupante infantil, se aprecia que se consigue un correcto posicionamiento de las
bandas del cinturón para todos los ocupantes.
La mejora respecto el cinturón de 3 puntos fijos es evidente, tanto para los ocupantes
infantiles como también para el ocupante adulto de menor estatura, pues en todos
ellos se evita, en gran medida, muchas de las lesiones producidas por presión o por
abrasión producidas con el mencionado sistema de sujeción
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Se aprecia también una reducción de la rotación de la cabeza en los ocupantes
infantiles, sin duda consecuencia directa de la mayor retención de todo el cuerpo. Esto
permite evitar, o reducir, las lesiones cervicales producidas en los ocupantes infantiles,
cuyas consecuencias pueden ser muy graves a largo plazo.
Figura 20. Vista frontal, cámara exterior. Cinturón 3P ajustable.
Así pues, la principal aportación de este dispositivo radica en el hecho que permite
expandir a los ocupantes infantiles las ventajas que el cinturón de 3 puntos ofrecía a
los ocupantes adultos.
Las ventajas de este dispositivo respecto al cinturón de 2 puntos son muchas y muy
evidentes (garantiza que los ocupantes estén bien sujetos al asiento en todo
momento, evita cualquier posibilidad de eyección total o parcial de los ocupantes,
evita en un primer momento la flexión total del torso hacia delante, evita gran parte del
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deslizamiento lateral de los ocupantes en sus asientos, etc.), con lo que se garantiza
la seguridad y la integridad de los ocupantes infantiles de todas las edades.
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5. Conclusiones
Respecto a la utilización de los diferentes tipos de sistemas de retención en función
de la estatura y edad de los niños en impactos frontales.
Antes de establecer las conclusiones relativas a la utilización general de los diferentes
sistemas de retención (cinturones de seguridad o sistemas de retención infantil
adaptados), es necesario establecer que las conclusiones de este estudio se refieren
a las butacas y sistemas utilizados, siendo necesario verificar para cada edad y
configuración de butaca y tipo de sistema de retención que se puede utilizar con
garantías de obtener una protección adecuada. Para lo cual es necesario que estos
elementos sean ensayados de forma similar a como se ha realizado en el presente
estudio. También ha de hacerse notar que ciertas configuraciones no recomendadas
en este estudio, puede ser susceptibles de ser mejoradas mediante la optimización de
los elementos involucrados, no siendo aconsejable el limitar su desarrollo, siempre y
cuando muestren que son capaces de obtener una protección adecuada para los
ocupantes infantiles y/o adultos.
•
En las butacas ensayadas se pueden utilizar los cinturones de tres puntos sin
ningún tipo de adaptación por niños de estaturas superiores a los 114 cm
(aproximadamente seis años de edad). Los niños de tres años de edad
necesitarán utilizar un alza para adaptar la altura del hombro a este cinturón.
Los niños de 18 meses deberán utilizar en combinación con este cinturón una
sillita infantil del grupo I homologada según el Reglamento ECE R44/04 y
verificada para la butaca en que se quiera instalar mediante un pulso de
deceleración acorde al Reglamento 80.
•
En las butacas ensayadas y dotadas de cinturón de dos puntos, no se puede
afirmar que su utilización sea adecuada para ninguna de las edades evaluadas.
Los esfuerzos en el cuello, que han demostrado ser lesivos en los maniquíes
Q6 y Q3, no se han podido verificar para los niños de 10 años y de 18 meses.
•
El sistema adaptable FITSA+IDIADA ha funcionado correctamente durante la
retención hacia delante con los maniquíes de 3, 6 y 10 años. Sin embargo,
durante la fase de rebote, al impactar contra el respaldo de la propia butaca se
han medido lesiones en el cuello de los dos maniquíes Q3 y Q6. Se debe tener
en cuenta que la butaca fue ensaya sin cojín elevador. Se recomienda ampliar
los estudios en las configuraciones con/sin cojín elevador para mejorar este
aspecto.
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No se recomienda que los niños viajen sin retener en las butacas con cinturón
de tres puntos ensayadas, ya que se producen lesiones en todos los casos.
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6. Referencias
[1]
Reglamento de Ginebra ECE R44. “Dispositivos de retención para niños”.
[2]
Reglamento de Ginebra ECE R80. “Asientos y sus anclajes”.
[3]
Reglamento de Ginebra ECE R94. “Colisión frontal”.
[4]
Real Decreto 443/2001, de 27 de abril, sobre condiciones de seguridad en el
transporte escolar y de menores.
[5]
Euro NCAP. Frontal Impact Testing Protocol v4.1.
[6]
SAE J211. Instrumentation for Impact Test.
[7]
EEVC (European Enhanced Vehicle-Safety Committee) WG18 – Child Safety.
[8]
EEVC WG18. “Q-Dummies frontal injury criteria” (Draft)
[9]
Martinez L., Ferichola G., García A., Guerra L.J. (2006) “Lesiones, mecanismos
de lesión y criterios de lesión en la pelvis.” Documento Técnico DT-1-001
Proyecto PROFIT 2005 CIT-370100-2005-21.
[10] Annette L. Irwin, Harold J. Mertz, Ali M. Elhagediab, Steve Moss. “Guidelines for
Assessing the Biofidelity of Side Impact Dummies of Various Sizes and Ages”
SAE Technical Paper. 2002-22-0016.
[11] Richard G. Snyder et al. “Anthropometry of infants, children and youths to age 18
for Product Safety Design”. UM-HSRI-77-17.
[12] NHTSA. 49 CFR Parts 571. Docket No. NHTSA-2005-21245. RIN 2127-AJ44
[13] Las cifras de la educación en España, Curso 2004-2005. Oficina de Estadística
del Ministerio de Educación y Ciencia. 2 Noviembre 2006.
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