LA BIOMEC´ANICA DEL IMPACTO APLICADA AL ACCIDENTE DE

LA BIOMECÁNICA DEL IMPACTO APLICADA
AL ACCIDENTE DE TRÁFICO
Juan J. Alba, Alberto Iglesia
TESSA (I3A-Universidad de Zaragoza)
Resumen
La biomecánica del impacto y la investigación de accidentes de tráfico son dos disciplinas que pueden complementarse mutuamente. El estudio de los accidentes de tráfico
puede ser de gran utilidad para establecer relaciones entre fenómenos fı́sicos ocurridos
en un determinado accidente y las consecuencias concretas de ese mismo accidente, de
forma que, a partir de esas observaciones, puedan deducirse conclusiones más generales.
Por otro lado, los conocimientos obtenidos a través de la investigación en biomecánica del
impacto pueden ser utilizados para ayudar en la labor de descubrir los factores y causas
que desencadenaron un determinado accidente.
Poca controversia existe acerca de cómo la biomecánica puede beneficiarse de la investigación de accidentes de tráfico, pero mucha se genera todavı́a en el proceso inverso,
ya que en la investigación de accidentes de tráfico aún no existen mecanismos que garanticen el rigor técnico. Esto último se ilustra con el breve análisis técnico de lo
que ha podido ser el accidente de tráfico más mediático de los últimos años en España
y que fue presentado por la Guardia Civil en el pasado SIRAT 2012. Las conclusiones
técnicas que prevalecieron —independientes de las jurı́dicas, en las que no entramos—
son resultado de alguno de los muy graves errores técnicos cometidos en el
informe elaborado por la fuerza instructora.
Palabras clave: biomecánica del impacto, accidentes de tráfico, seguridad en automoción
1.
Introducción
El Instituto de Investigación en Ingenierı́a de Aragón (I3A) —uno de los institutos de la Universidad de Zaragoza— enmarca sus actividades en cuatro áreas: investigación, transferencia tecnológica, formación y difusión cientı́fica. El I3A está constituido por
más de 200 doctores y más de un centenar de miembros asociados, tales como investigadores, profesores visitantes, personal contratado y personal técnico y de administración.
TESSA es el laboratorio de Tecnologı́a de Sistemas y Seguridad en Automoción de
la Universidad de Zaragoza, cuya gestión está delegada en el I3A. El laboratorio, ubicado
en el Parque Tecnológico de MOTORLAND, Alcañiz (Teruel), centra gran parte de su
actividad en el diseño y ensayo a choque de componentes y sistemas que afectan a la
seguridad del automóvil, de sus ocupantes o de otros usuarios de las vı́as de circulación
(motociclistas, peatones, etc.). En la actualidad, TESSA ha extendido sus capacidades
a la biomecánica del impacto. El equipamiento más relevante de que dispone el
laboratorio es:
Simulador de choque. Sistema de simulación de choques de vehı́culos mediante
impacto de una plataforma móvil contra un sistema de deceleración ajustable.
Sala de preparación y análisis. Equipada para la preparación de ensayos con
material biológico y su posterior análisis tras la realización de los ensayos.
Figura 1: Simulador de choque (izqda.) y sala de preparación y análisis de material
biológico (dcha.).
Lanzador de formas antropomórficas. Sistema de lanzamiento de impactadores
con velocidad controlada sobre puntos de impacto concretos en los especı́menes.
Cluster de supercomputación. Agrupación de recursos de computación para la
resolución de problemas cientı́ficos complejos (por ejemplo, simulación de choque).
Cámaras de captación de movimiento en 3D. Conjunto de cámaras capaz de
registrar en 3D las evoluciones de dummies y otros especı́menes ensayados.
Figura 2: Lanzador universal de formas antropomórficas (izqda.), clúster de supercomputación (centro) y preparación de cámaras 3D (dcha.).
2.
Biomecánica del impacto
2.1.
Definiciones
La biomecánica estudia la aplicación de las leyes de la mecánica a las estructuras y
los órganos de los seres vivos. La biomecánica del impacto trata de entender cómo se
producen las lesiones y cómo se puede gestionar la energı́a liberada durante una colisión
para evitar superar la tolerancia del tejido y, por tanto, la lesión. La investigación en este
campo se basa en la mecánica general y en la comprensión de la fisiologı́a y fisiopatologı́a
humana, existiendo cuatro áreas básicas de trabajo:
Mecanismos de lesión. Antes de encontrar un camino para prevenir las lesiones,
es necesario comprender cómo se producen.
Respuesta mecánica. Es necesario cuantificar la respuesta de las estructuras
anatómicas ante determinadas acciones mecánicas (por ejemplo, fuerzas o aceleraciones).
Tolerancia humana. Un aspecto fundamental para los ingenieros de diseño es
conocer los niveles de tolerancia humana y los umbrales de lesión. Una peculiaridad
que se presenta es la variación de la tolerancia humana en función de factores como
la edad o el sexo. Esto puede llevar a que personas mayores, mujeres o niños puedan
estar, en algunos casos, menos protegidos.
Simulación del impacto humano. La constante mejora de prestaciones en los
ordenadores permite abordar, cada vez con mayor precisión, la simulación numérica
del cuerpo humano.
Igualmente son objetivos de la biomecánica del impacto:
Desarrollar y diseñar materiales o estructuras que reduzcan y gestionen el nivel de
impacto y de energı́a transferida al cuerpo humano.
Desarrollar herramientas biomecánicas adecuadas para dotar a fabricantes y administraciones de instrumentos para la evaluación de los diferentes vehı́culos en fase
de desarrollo (por ejemplo, dummies y modelos matemáticos del cuerpo humano).
2.2.
Estado del arte
Si bien los avances en biomecánica del impacto son constantes y significativos, aún
queda largo camino por recorrer, ya que se está trabajando alrededor de un material tan
complejo como el material biológico. Su caracterización genera problemas tales como:
Dificultad de obtención de muestras y conservación de las mismas manteniendo sus
propiedades mecánicas.
Obtención de probetas adecuadas para la realización de ensayos y dificultad de
realización de los mismos.
Anisotropı́a y viscoelasticidad de los materiales biológicos.
Difı́cil reproducción de condiciones de trabajo de la muestra dentro del organismo.
Gran dispersión de resultado entre muestras biológicas debido a su alta variabilidad.
Los materiales biológicos están desprovistos de los mecanismos biológicos en los que
se encuentran en el interior del organismo.
Asociación de los materiales biológicos en estructuras más complejas.
En el Cuadro 1 se reproduce un resumen del estado actual del conocimiento de la
biomecánica del impacto para las diferentes zonas anatómicas (David Viano, 1989).
Región corporal
Mecanismo
de lesión
Tolerancia
al impacto
Cabeza
Cráneo
Cara
Cerebro
Columna
Vértebras
Médula espinal
Tórax
Caja torácica
Corazón
Pulmones
Abdomen
Órganos sólidos
Órganos blandos
Extremidades
Fémur
Otros huesos largos
Articulaciones
Músculos
Órganos sensitivos
Piel
Otros
Conocido/adecuado
Conocido en parte/útil
Hipotético/inadecuado
Desconocido/no disponible
Cuadro 1: Herramientas de investigación en la biomecánica del impacto.
Se constata que el conocimiento sobre el mecanismo de daño es adecuado en las estructuras óseas. Cara, corazón, pulmones, órganos sólidos, articulaciones o piel, actualmente,
tienen un conocimiento aceptable pero sistema nervioso central y órganos huecos ya cuentan con un conocimiento inadecuado o hipotético. Si se analiza el estado del arte en el
campo de la tolerancia al impacto, la situación es bastante más precaria, presentando el
sistema nervioso central, pulmones, órganos huecos y músculos un conocimiento nulo.
2.3.
Herramientas de investigación
Dada la gran dificultad para realizar el análisis teórico de la respuesta del cuerpo
humano a las solicitaciones, con frecuencia se recurre a la experimentación. El Cuadro 2
muestra las principales herramientas para investigar y presenta su potencial frente a las
disciplinas de estudio básicas (David Viano, 1989).
Herramientas/
modelo
Mecanismo
de lesión
Análisis de accidentes
Estudio clı́nico
Pruebas con voluntarios
Modelos animales
Ensayos con cadáveres
Ensayos con dummies
Modelos matemáticos
Conocido/adecuado
Conocido en parte/útil
Respuesta
al impacto
Tolerancia
al impacto
Hipotético/inadecuado
Evaluación de
tecnologı́as
Desconocido/no disponible
Cuadro 2: Herramientas de investigación en la biomecánica del impacto
Queda de manifiesto la necesidad de seguir trabajando con cadáveres humanos,
pues se consigue información fundamental para el estudio del mecanismo de daño, la
respuesta al impacto y la tolerancia al impacto. De forma paralela hay que indicar el
desconocimiento que la influencia del tono muscular, flujo sanguı́neo o respiración pueda
tener en la biofidelidad de estos modelos. No se sabe cuán importantes son estos factores,
puesto que nunca se han realizado ensayos con cuerpos vivos.
Los voluntarios humanos, por motivos éticos obvios, se someten a ensayos en rangos
de solicitación que limitan su uso en cuanto a la investigación del mecanismo de daño y
la tolerancia al impacto. No obstante, son de gran importancia en escenarios alejados del
umbral de daño (por ejemplo, en el mecanismo de lesión en la zona cervical por alcance).
La investigación de accidentes presenta buen potencial en el estudio del mecanismo
de daño, pues puede asociar causas a efectos, pero presenta escaso potencial investigador
por la gran variabilidad en la definición del escenario. Por ejemplo, se puede determinar
la velocidad de un accidente con un rango de fiabilidad de un 10-20 %, pero este rango es
excesivo para evaluar las respuestas del cuerpo humano, ya de por sı́ bastante variable.
Los estudios clı́nicos nos presentan su principal capacidad en la determinación del
mecanismo de daño, pero el desconocimiento del tipo de solicitación y de la energı́a involucrada en el accidente hace de esta herramienta, la de menor potencial de las citadas.
Los modelos matemáticos son la herramienta con más futuro de todas. No obstante, va a ser necesario esperar unos años para realizar una óptima correlación entre
el comportamiento del ser humano al impacto y los modelos de cálculo, ası́ como una
caracterización completa del cuerpo humano.
Una de las herramientas más potentes para el desarrollo de un vehı́culo son los
comúnmente conocidos como dummies. Permiten valorar desde el punto de vista del
ocupante el comportamiento —en caso de accidente— de la estructura, de los sistemas
de retención y de todos los elementos interiores. Su gran aplicación está en la de evaluación de tecnologı́as durante la fase de desarrollo. El desarrollo de un dummy tiene que
contemplar tres requerimientos fundamentales:
Biofidelidad: grado en que las caracterı́sticas humanas son incorporadas en el dummy.
Relación entre medidas de las respuestas del dummy y daño potencial.
Repetitividad y durabilidad.
Los dummies han sido diseñados para responder a impactos concretos. Si se estudia
la rodilla de un dummy, para el caso de un atropello, los criterios biomecánicos a estudiar
son la aceleración en la tibia, el desplazamiento relativo entre el fémur y la tibia y, por
último, el ángulo doblado en valgo. Esto se asociarı́a a las lesiones de meseta tibial,
ligamento lateral interno, menisco externo, etc. Pero si analizamos el caso de la rodilla de
un ocupante de un vehı́culo en caso de choque frontal, lo que se mide es la fuerza que se
transmite al fémur a través de la articulación de la rodilla asociado a fracturas de fémur,
luxaciones de cadera, etc., ası́ como el desplazamiento relativo entre el fémur y la tibia,
dañando el ligamento cruzado posterior. Esto indica que hay que adaptar para cada tipo
de solicitación el tipo de dummy capaz de realizar una lectura correcta y biofiel de la
misma y que, por último, ésta sea comparada con un criterio biomecánico tal que permita
establecer, como mı́nimo, una probabilidad de lesión.
3.
3.1.
Aplicabilidad a los accidentes de trafico
Desarrollo de criterios biomecánicos
La herramienta técnica utilizada para evaluar el riesgo de lesión es el criterio biomecánico, una función matemática que asocia la probabilidad de lesión de una determinada estructura corporal con una función de parámetros medibles fı́sicamente. Estos
criterios se han desarrollado para varias regiones corporales bien sometiendo a cadáveres a impactos en situaciones controladas o bien comparando las lesiones observadas en
cadáveres con las medidas obtenidas utilizando dummies. En cualquiera de los dos casos
se hace necesario una medida de las magnitudes fı́sicas existentes durante el impacto y de
las consecuencias fisiológicas de éste.
Quizás uno de los criterios mas conocidos sea el HIC (Head Injury Criterion) que
relaciona una función dependiente de la aceleración resultante del centro de gravedad de
la cabeza con la probabilidad de sufrir un traumatismo craneoencefálico. El cálculo del
valor del HIC viene dado por la ecuación:
(
HIC =
1
t2 − t1
Z
t2
t1
)
2,5
a(t) dt
(t2 − t1 )
(1)
máx
Ha habido un proceso histórico de desarrollo de curvas de riesgo de lesión para el
HIC. Durante la década de 1950 se llevaron a cabo ensayos biomecánicos de impacto con
cadáveres humanos para obtener la aceleración de la cabeza, la duración del impacto y
la lesión resultante (principalmente, fractura de cráneo). En estos ensayos se realizaban
impactos en la cabeza usando cadáveres completos o componentes aislados. En algunos
de estos experimentos se producı́an fracturas de cráneo, mientras que en otros no.
Inicialmente, se usaba una curva para delimitar los casos de fractura frente a los casos
en los que no habı́a fractura (esto es, los datos por encima de la curva mostraban una
fractura y los datos por debajo indicaban no fractura). Con posterioridad se usaron datos
adicionales y corregidos para modificar la curva inicial y crear nuevas curvas de tolerancia.
La National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), en 1972, incluyó el HIC
en las Federal Motor Vehicle Safety Standards (Normas de Seguridad en Automoción
Federales), pasando a ser usado a nivel mundial para evaluar las lesiones en la cabeza en
numerosas aplicaciones biomecánicas.
3.2.
Funciones de riesgo de lesión especı́ficas basadas en humanos y en dispositivos antropomórficos (dummies)
Hugo Mellander dijo en la IRCOBI Conference de 1984: ((la función de transferencia
de los datos biomecánicos basados en las herramientas antes mencionadas transformados en los dummies es muy compleja y algunas veces no completamente entendida ni
comprobada)).
Esto debe tenerse en cuenta cuando lo más habitual es evaluar la respuesta del dummy
frente a riesgo de lesión en el diseño de un automóvil. Si no se ha realizado correctamente
el análisis de respuesta del dummy frente al criterio biomecánico, se podrı́an llegar a conclusiones erróneas. Por tanto, es necesario conocer exactamente la función de transferencia
entre criterio biomecánico y respuesta del dummy, o se estarı́a desarrollando un vehı́culo
con una herramienta no optimizada.
Aunque no es posible evaluar de forma directa y a gran escala el riesgo de lesión de
una persona, a menudo se usa en la investigación el criterio de lesión basado en humanos
junto con ensayos de choques con dummies, ensayos reguladores y programas de ensayos
de evaluación de los consumidores. Conviene tener en cuenta que cuando un criterio de
lesión basado en humanos se usa en ensayos de choque con dummies, se está asumiendo
la biofidelidad perfecta del dummy a la hora de replicar la biomecánica de las lesiones de
un humano.
Los dummies —diseñados para mantener su integridad en los repetidos ensayos de
choque para la evaluación de parámetros de lesión— están preparados de forma especial
para medir de forma fiable los parámetros de lesión más que para imitar una respuesta
biofiel que implique interacciones entre las diferentes estructuras corporales. Asimismo,
es posible que la medida y evaluación de las lesiones en sujetos humanos no se pueda
reproducir en un dummy debido a las diferencias anatómicas y geométricas. Por esto, los
criterios de lesión basados en humanos, aunque se miden directamente en el sujeto, no se
pueden aplicar mientras la evaluación se lleve a cabo usando crash test dummies.
Una forma alternativa de definir un criterio de lesión es el criterio de lesión basado
en dummies. Para su desarrollo se llevan a cabo ensayos experimentales con cadáveres y
dummies bajo las mismas condiciones de ensayo (ensayos por parejas o matched-pair).
Los resultados de estos ensayos se analizan entonces para determinar la correlación estadı́sticamente significativa entre el resultado de lesión observado en los cadáveres y el
correspondiente parámetro de ingenierı́a medido en el dummy. Si se demuestra dicha relación, entonces el criterio de lesión se expresa en términos de medidas hechas directamente
en el dummy, pero se pueden traducir en términos de gravedad de lesión en humanos bajo
condiciones idénticas.
A continuación se incluyen algunas de las ventajas de usar el criterio de lesión basado
en dummies:
1. El dummy usado no tiene que ser completamente biofiel; la falta de biofidelidad
puede compensarse usando correlaciones estadı́sticas con el suficiente número de
datos de ensayos por pares.
2. El uso de instrumentación invasiva innecesaria en los cadáveres influye en la respuesta del cadáver e incluso modifica la probabilidad de lesión (por ejemplo, las costillas
presentan mayor probabilidad de fractura en el punto en el que se les coloca un
acelerómetro).
3. El uso de una función que indica el riesgo de lesión que sea especı́fica para dummies
posibilita una mayor precisión en la predicción de la lesión y por lo tanto, puede
servir de guı́a para el diseño más preciso de vehı́culos.
A pesar de estas ventajas, es necesario tener en cuenta que el desarrollo de un criterio
de lesión especı́fico para dummies requiere numerosos ensayos experimentales por pares
ası́ como el desarrollo de modelos estadı́sticos.
3.3.
Escalado y corredores
Una vez realizados los experimentos oportunos, los resultados rara vez son aplicables
directamente, casi siempre es necesario realizar algunas operaciones adicionales entre las
que destaca, por su elevado interés, el escalado y el desarrollo de corredores.
Escalado. La investigación en esta disciplina a menudo aplica solicitaciones (fuerzas, momentos,...) a un número de sujetos, obteniendo como respuesta un abanico
de respuestas individuales. Hay que corregir o ajustar por variabilidad por diferencia de masa, densidad, módulo elástico, por vital importancia y por dimensión del
elemento a estudiar. El escalado tiene por objeto reducir a un modelo determinado
todas las solicitaciones aplicadas, con el fin de ser comparadas sobre el mismo sujeto
y con idénticas propiedades.
Desarrollo de corredores. Los corredores permiten estandarizar las diferentes
respuestas proporcionadas obtenidas por diferentes sujetos ante un mismo estado
de cargas (por ejemplo, la relación fuerza-deformación en una compresión torácica
originada por un impacto directo). Cualquier sustituto biofiel deberá responder dentro del corredor como muestra de su capacidad para reproducir el comportamiento
humano.
4.
Receptividad en la investigación de accidentes
En España, no son aislados los casos en los que las fuerzas instructoras de atestados
cometen errores técnicos a la hora de investigar accidentes de tráfico. Hasta cierto punto
puede entenderse, ya que hablar de ((fuerzas instructoras de atestados)) supone hablar de
cuerpos policiales con distintos niveles de formación y disponibilidad de medios que, a
su vez, cada uno de ellos, posee distintos niveles de formación y disponibilidad
de medios en su propio seno. En estas circunstancias, es esperable que el error técnico
aparezca, pero deberı́amos luchar para que de ninguna forma ese error pueda
ser trascendente en las consecuencias jurı́dicas que —para los afectados—
pudieran derivarse.
Como ya se ha indicado, desde la Universidad de Zaragoza se ha querido apostar por la
investigación en materia de biomecánica del impacto, esperando que el conocimiento desarrollado pueda ser útil, entre otras aplicaciones, a la investigación de accidentes de tráfico.
En cualquier caso, no somos optimistas acerca de la trascendencia que las aportaciones
pudieran tener a la hora de establecer conclusiones técnicas sobre los accidentes de tráfico.
Para apoyar nuestro pesimismo, nos ha parecido interesante introducir algunos comentarios técnicos relacionados con un accidente de tráfico concreto que hemos seleccionado por
el mero hecho de que ese mismo accidente fue presentado por la Guardia Civil
de Tráfico en el pasado SIRAT 2012 con su consecuente repercusión. La fuerza
instructora designó a uno de sus equipos previsiblemente más cualificados para
realizar su intervención técnica. En este mismo accidente intervino personal técnico
de la Universidad de Zaragoza a requerimiento de uno de los afectados. A continuación
se describen algunas aspectos relevantes de la investigación.
5.
5.1.
Caso de estudio: graves errores técnicos en la investigación oficial de accidentes
Motivación
Con este apartado se pretende realizar una sencilla aportación que evidencie lo que
todavı́a se puede presentar en la investigación oficial de accidentes de tráfico en España, proviniendo incluso de uno de los equipos de instrucción supuestamente
mejor preparados. El problema que subyace se formula en torno a la conveniencia, o no,
de dedicar una serie de recursos materiales y humanos a la obtención de una determinada
información que puede ser cuestionada por personas de capacitación tecnológica
desconocida e insuficiente para realizar determinados análisis, pero con alta
capacidad de influencia en la toma de decisiones. Dicho de otra forma, aunque
afortunadamente no sea algo generalizado, un mal atestado que contenga graves de errores puede cuestionar un informe técnico riguroso y objetivo. Por ello,
y para ilustrarlo, se introducen algunos comentarios sobre la visión oficial de un accidente
que —sin haber sido aún juzgado— quiso presentar la Guardia Civil hace dos
años, en el SIRAT 2012.
5.2.
Generalidades
En una colisión frontal entre dos turismos, la fuerza instructora del atestado establece
conclusiones sobre las velocidades de circulación previas al accidente y sobre la dinámica
de la colisión, valiéndose para ello del solo uso de un paquete informático de cálculo. Entre otras peculiaridades objetivas, el trabajo de la fuerza instructora del atestado llega
a sus conclusiones utilizando un vehı́culo erróneo y violando principios fı́sicos elementales, ası́ como transcribiendo resultados informáticos que no están
sujetos a trazabilidad, contradicción o interpretación teórica.
El accidente ocurrió un mes de mayo, en torno a las 22:30 horas, en una carretera
autonómica y afectó a un Mercedes Benz R 320 CDI y un Seat Altea 1.9 D. El ocupante del
turismo Mercedes Benz R 320 CDI resultó herido muy grave, mientras que el ocupante del
turismo Seat Altea 1.9 D resultó fallecido. El equipo investigador de la Universidad
de Zaragoza realizó su propia toma de datos y dispuso, además, de todos los
documentos obrantes en autos, incluidos los informes de lesiones y autopsia
correspondientes a los dos conductores.
5.3.
Análisis del informe de la fuerza instructora del atestado
La fuerza instructora del atestado elaboró un amplio informe de la colisión ocurrida
entre los vehı́culos Mercedes R 320 CDI y Seat Altea 1.9 D mediante el software denominado HVE (Human, Vehicle, Environment), de la firma comercial Engineering Dynamics
Corporation. Al utilizar este software —y al igual que ocurre con cualquier otro software
de simulación— los resultados obtenidos están fuertemente condicionados por los datos
aportados a los módulos de cálculo, por lo que es de gran importancia adquirir consciencia
de los grados de incertidumbre que se puedan generar en el estudio de cada accidente. En
este caso concreto, los cálculos que afectan al análisis de la colisión presentan inconsistencias que serán analizadas a continuación.
5.3.1.
Balance energético de la colisión
El Teorema de la Energı́a establece que entre dos posiciones de un sistema la variación
de la energı́a cinética es igual al trabajo realizado por todas las fuerzas — exteriores e
interiores— que actúan sobre las partı́culas del sistema. El Teorema de la Energı́a, cuando
se aplica al estudio de colisiones entre vehı́culos, debe ser interpretado en el sentido de que
la energı́a cinética inicial que poseen los vehı́culos antes de colisionar, va a ser mermada
por la acción de unas fuerzas internas (tal y como son las deformaciones que experimentan
los vehı́culos) y de unas fuerzas externas (tal y como son los arrastres de los vehı́culos
sobre el firme). La acción de estas fuerzas reducirá de forma continuada la energı́a cinética
del sistema compuesto por ambos vehı́culos, hasta que se produzca su detención final. En
el trabajo realizado por la fuerza instructora del atestado, la simple comparación entre
—por un lado— la suma de las energı́as disipadas en las distintas fases del accidente y
—por otro lado— la energı́a total previa al accidente que teóricamente deberı́a disiparse,
no son coincidentes, lo que demuestra que se viola el Teorema de la Energı́a.
5.3.2.
Balance de la cantidad de movimiento
El Teorema de la Cantidad de Movimiento establece que la velocidad de variación
del vector cantidad de movimiento es igual a la resultante de las fuerzas exteriores que
actúan sobre el sistema. El Teorema de la Cantidad de Movimiento es aplicable al estudio
de colisiones entre vehı́culos cuando la interacción entre ellos es importante, provocando
daños de considerable magnitud. Ante este supuesto, las fuerzas exteriores pueden ser
consideradas de valor inapreciable frente a las fuerzas interiores y, por tanto, no se produce
variación del vector cantidad de movimiento, siendo éste constante en los instantes previos
a la colisión, durante la colisión y en los instantes posteriores a la colisión. En el análisis de
colisiones también se utiliza el concepto de coeficiente de restitución, una relación entre
las velocidades relativas de aproximación y las de separación, cuyo valor generalmente
está comprendido entre 0 y 1. El valor del coeficiente de restitución en las colisiones
elásticas es 1, mientras que en las colisiones completamente inelásticas es 0. Entre los
casos extremos de las colisiones elásticas y las colisiones completamente inelásticas, se
sitúan aquellas colisiones en las que los móviles sufren algún tipo de deformación en el
choque, pero sin llegar a quedar acopladas tras la colisión.
La fuerza instructora del atestado pone de manifiesto que el valor del coeficiente de
restitución entre los vehı́culos adquiere un valor c = 0, 002, es decir, que la velocidad
relativa de aproximación de los vehı́culos antes de la colisión deberı́a ser 500 veces superior
a la velocidad relativa de separación tras la colisión. Si este hecho fuera cierto, se llegarı́a
a la conclusión de que, tras el acidente, el turismo Seat Altea 1.9 D deberı́a alejarse del
turismo Mercedes Benz R320 CDI con una velocidad relativa de 0, 35 km/h. Sin embargo,
la fuerza instructora del atestado también establece en su informe que la velocidad de
separación del turismo Mercedes Benz R320 CDI era de 63,8 km/h, siendo de 38,7 km/h
la correspondiente al turismo Seat Altea 1.9 D, lo que se traduce en una contradicción.
5.3.3.
Clasificación de daños de la colisión
La clasificación de daños de la colisión (CDC ) es un código compuesto por siete caracteres alfanuméricos. En el informe técnico elaborado por la fuerza instructora del atestado
se muestra la clasificación de daños de la colisión para cada uno de los dos vehı́culos afectados. En ambos casos, el código asignado es 11FYEW5, cuyo desglose es:
((11)) dirección de la fuerza principal de impacto según criterio de sectores horarios.
((F)) área proyectada que contiene la deformación, en este caso el plano frontal.
((Y)) daño localizado en la zona central e izquierda del frontal del vehı́culo.
((E)) daños situados —en altura— por debajo de la lı́nea del cinturón de seguridad.
((W)) área de impacto extensa.
((5)) profundidad del daño que, en este caso, queda referido hasta el punto central
de la base del parabrisas.
En el informe técnico elaborado por la fuerza instructora del atestado, el software
cambia los valores y pasa a asignar código 11FYEW4 para el turismo Merces Benz R
320 CDI, y código 11LYEW7 para el turismo Seat Altea 1.9 D. Para el Mercedes Benz,
el código CDC sólo cambia en su séptimo carácter, pasando de ((5)) a ((4)), lo que significa
que se ha rebajado la profundidad del daño. Para el Seat Altea, el cambio del carácter ((F))
al carácter ((L)) significa que el área proyectada que contiene la deformación se identifica
más claramente con el lateral izquierdo, y no con el frontal. Al producirse este cambio,
el carácter ((Y)) pasa a significar que el daño se localiza en la parte central y anterior del
lateral del vehı́culo. Por su parte, el séptimo carácter adquiere un valor de ((7)) que indica
que la profundidad del daño alcanza —lateralmente— más allá del plano de simetrı́a
longitudinal del vehı́culo.
5.3.4.
Dinámica de la colisión
Mercedes R 320 CDI. En la Figura 3, las flechas naranjas muestran los extremos
de los largueros (el izquierdo, muy deformado bajo la traviesa) y —bajo la flecha
verde— un patrón de estrı́as (detalle en la imagen de la derecha) donde también
es posible apreciar restos de pintura del vehı́culo oponente. Las estrı́as muestran el
desplazamiento relativo que, durante el impacto, se produjo entre ambos vehı́culos.
Figura 3: Mercedes Benz R 320 CDI. Vista frontal de daños (izqda.) y detalle de
estrı́as y restos de pintura del vehı́culo oponente localizados en el frontal (dcha.).
Seat Altea 1.9 D. En la Figura 4, las flechas naranjas muestran la posición de
los largueros (el derecho, ligeramente ladeado hacia su izquierda; el izquierdo, claramente doblado también hacia la izquierda, quedando su extremo situado delante
del neumático delantero izquierdo). El tipo de esfuerzo a que fue sometido el larguero izquierdo tuvo clara componente transversal (incluso fue dañada la traviesa
frontal que quedó desprendida de su posición). En la imagen de la derecha también
se observa —marcado por una flecha verde— un patrón de estrı́as que muestran el
desplazamiento relativo que, durante el impacto, se produjo entre ambos vehı́culos.
Figura 4: Seat Altea 1.9 D. Vista frontal de los daños del vehı́culo (izqda.) y detalle
de estrı́as originadas por el contacto con el vehı́culo oponente (dcha.)
Caracterı́sticas de la colisión. Tras el impacto, ambos vehı́culos iniciaron su
movimiento post-colisión sin realizar giros que les apartaran significativamente de
la dirección que llevaban en los instantes pre-colisión. Ası́, la colisión no responde
al patrón clásico de colisión frontal descentrada, mostrado en las Figuras 5 y 6. En
el desarrollo de las secuencias se aprecia cómo este tipo de colisiones lleva asociado
el giro de los vehı́culos.
Figura 5: Secuencia de una colisión frontal descentrada.
Figura 6: Secuencia de una colisión frontal descentrada.
Por otro lado, existió movimiento relativo lateral entre ambos vehı́culos. Esto se
deduce de las estrı́as en la pintura de los capós y del tipo de deformación sufrido
por el larguero izquierdo del turismo Seat Altea 1.9 D. Además, el software utilizado
por la fuerza instructora del atestado intenta dar resultados en este mismo sentido.
De hecho, el software EDSMAC4 cambia el código CDC para el turismo Seat Altea
1.9 D, pasando de 11FYEW5 (daño frontal) a 11LYEW7 (daño lateral, en concreto,
en la parte central y anterior del lateral del vehı́culo).
Por último, según la fuerza instructora, en el momento de la separación de los
vehı́culos la componente longitudinal de la velocidad del turismo Mercedes (63,2
km/h) es superior a la del turismo Seat (-37,0 km/h), es decir, el turismo Mercedes
estarı́a literalmente atravesando al turismo Seat.
Figura 7: Velocidades pre y post-impacto, según la fuerza instructora (se usa un
vehı́culo erróneo que genera una referencia a un ((Mercedes S-420))).
Podrı́amos encontrar una explicación lógica de los hechos si pensáramos en una colisión con patrón tipo ((small overlap)), lo que implicarı́a que la aplicación de métodos
clásicos de cálculo de energı́as absorbidas llevarı́a a errores muy significativos.
5.3.5.
Evaluación de la energı́a absorbida en la colisión
En el informe técnico elaborado por la fuerza instructora del atestado no se especifica
qué método de cálculo se utiliza para estimar las energı́as absorbidas en la colisión.
Tampoco se especifiquen los coeficientes de rigidez utilizados para realizar los
cálculos, máxime cuando estos coeficientes influyen directamente en el valor de las energı́as
calculadas. Los coeficientes pueden ser obtenidos para vehı́culos concretos pero, en su
defecto, deben utilizarse coeficientes genéricos para distintas categorı́as de vehı́culos.
Tampoco se tiene en cuenta que la deformación de uno de los largueros es a flexión, y
se considera que es a compresión. Además, la fuerza instructora del atestado muestra en
su informe copias de pantalla de ordenador donde se comprueba que se utiliza un Mercedes S 420 como fuente de datos para realizar los cálculos correspondientes
al Mercedes Benz R 320 CDI.
La fuerza instructora del atestado considera que es irrelevante este hecho, ya que no
hace mención alguna en su informe, ni tan siquiera para abrir la posibilidad de cometer
algún tipo de error originado en la diferencia de coeficientes de rigidez entre dos vehı́culos
tan distintos, por tipologı́a y por año de diseño.
Figura 8: A la izquierda, un Mercedes S420 4-dr de los años 90 utilizado por la
fuerza instructora en sus cálculos; a la derecha, un Mercedes R320 CDI como el
accidentado. Las diferencias, obviamente, son también estructurales.
Figura 9: Vehı́culo erróneo utilizado en los cálculos de la fuerza instructora. Es obvio
que existen diferencias en peso y momentos de inercia en relación con el vehı́culo
correcto.
5.4.
Conclusiones
Es esperable que la biomecánica del impacto avance en su desarrollo y que el conocimiento generado sea aplicable en el entendimiento de los accidentes de tráfico. Sin
embargo, poco se espera de esta disciplina en lo que se refiere a contribuir al beneficio
de los ciudadanos afectados por los accidentes de tráfico. La situación que se ha descrito
refleja una triste realidad y es que, en el ámbito jurı́dico, la falta de rigor tecnológico
puede tener serias consecuencias.
Ası́, se ha realizado un breve análisis técnico del informe elaborado por la fuerza
instructora de un determinado accidente de tráfico. En él, se concluye: ((La velocidad de
colisión del turismo Mercedes Benz R320 CDI matrı́cula XXXX-XXX era de 125 km/h,
siendo de 50 km/h la correspondiente al turismo Seat Altea 1.9D matrı́cula XXXX-XXX)).
Por otro lado, en este informe:
1. Se utiliza un paquete de software como ((caja negra)), sin explicar su base teórica,
sin explicar sus limitaciones y restricciones, sin explicar la posible sensibilidad de
los resultados a determinados datos, sin trazabilidad,...
2. No se cumple el Teorema de la Energı́a.
3. No se cumple el Teorema de la Cantidad de Movimiento.
4. El software, para dar resultados coherentes, indica que los daños deben responder a
otras caracterı́sticas.
5. No se explica el método de cálculo utilizado para estimar las energı́as absorbidas en
la colisión.
6. No se dice qué coeficientes de rigidez se utilizan en los cálculos.
7. No se explica cómo deberı́a modificarse el método de cálculo para adaptarlo al
análisis de un larguero mayoritariamente deformado por flexión.
8. Se interpreta erróneamente la colisión al considerarse que se produce una igualdad
de picos de fuerza sin que exista giro de los vehı́culos en el impacto.
9. Se trabaja con vehı́culo equivocado.
A la vista de estos hechos y circunstancias cabe preguntarse:
¿Es razonable dar un resultado único, sin establecer ningún rango de posible error?
¿Es razonable no autocuestionarse por qué el software intenta corregir la clasificación
de los daños?
¿Es razonable pensar que los resultados no van a cambiar, ni mı́nimamente, pese a trabajar con un vehı́culo erróneo, de los años 90, cuyas caracterı́sticas son notoriamente diferentes a las del vehı́culo realmente accidentado?
El rigor técnico exige dar respuesta a éstas y a otras muchas preguntas, explicando en
qué medida pueden verse afectados los resultados y generando rangos de validez de los
mismos.
Nuestra impresión subjetiva es que muchos de los intervinientes en el proceso oficial
de investigación y reconstrucción de accidentes de tráfico podrı́an carecer de una cultura
tecnológica de base (que podrı́a estar proporcionada por titulaciones como ingenierı́a
técnica o superior), lo que evidencia que el método, entendido en su sentido amplio, no
siempre es el adecuado. Dicho en palabras llanas, si un ingeniero se estudiara todas las
leyes existentes, seguirı́a careciendo de la formación jurı́dica de base que le permitiera
ejercer como abogado. Ası́, viceversa, un licenciado en derecho que se estudie fórmulas y
más fórmulas, también carecerá de esa base tecnológica que, entre otras cosas, le conferirı́a
la debida prudencia ante cualquier resultado informático.
En resumen, estas ideas nos llevan a preguntarnos si tiene sentido trabajar en la
aplicación de tecnologı́as sofisticadas al ámbito de los accidentes de tráfico cuando no
existe garantı́a alguna de que el conocimiento aportado pueda ser considerado, o tan
siquiera contrastado técnicamente.
Situaciones como ésta pasan a formar parte de esa ((verdad jurı́dica)) que se debe acatar.
Pero sı́ que nos corresponde a nosotros y todos los técnicos que trabajan en materia de
seguridad en automoción seguir esforzándonos para encontrar las vı́as que impidan que
estos informes erróneos puedan llegar a tener consecuencias para las personas.
6.
Referencias
C. Arregui; J. Luzón; F. López-Valdés; E. del Pozo; M Seguı́. Fundamentos de
biomecánica en las lesiones por accidente de tráfico. ETRASA. 2012.
J. J. Alba; Alberto Iglesia; Marı́a A. Garcı́a-Romanos. Technique and road accidents:
a lot to do. SECURITAS VIALIS. 2 - 1, pp. 33 - 38. 2010.
A. Iglesia; J. J. Alba; R. Alonso. Accidentes de tráfico: inspección del vehı́culo.
PONS. 2003.
J. J. Alba; A. Iglesia; J. Araguás. Accidentes de tráfico: introducción al análisis de
deformaciones. PONS. 2003.