Processi biomeccanici in caso di tamponamento

Zurigo, 11 maggio 2011
“I poggiatesta proteggono”
Sollecitazione del tratto cervicale della colonna vertebrale nei cosiddetti
“incidenti lievi”: biomeccanica e variazione di velocità determinata da collisione
I conducenti di auto coinvolti in incidenti stradali lamentano talvolta i cosiddetti “colpi di frusta”
(traumi craniocervicali da accelerazione) anche se l’incidente viene accompagnato "solo” da
danni alla carrozzeria di poco conto o a prima vista addirittura inesistenti. Inoltre, molto spesso,
l’esame medico non riscontra lesioni evidenti del tratto cervicale della colonna vertebrale.
Quindi il trauma craniocervicale da accelerazione si accompagna meno con lesioni “visibili”, ma
rappresenta un disturbo che si sviluppa sotto molto forme. I meccanismi precisi dell’insorgenza
del dolore sono al momento ancora sconosciuti. Nel caso degli incidenti nella circolazione
stradale, che causano i traumi da accelerazione, si tratta nella maggior parte dei casi di
tamponamenti, più raramente di scontri frontali o altra tipologia di collisione. Di seguito vengono
illustrati in breve i meccanismi che sollecitano il tratto cervicale della colonna vertebrale in un
tamponamento.
Meccanica dell’urto e reazioni del corpo
In un tamponamento il veicolo urta contro la parte posteriore del veicolo che lo precede. I
passeggeri del veicolo interessato si muovono dapprima all’indietro; nella fase finale dell’urto si
può arrivare ad una piccola oscillazione di movimento in avanti. Il tutto si svolge nell’arco di
poco più di un decimo di secondo in tre fasi:
(1) Il primo movimento dei passeggeri rivolto all’indietro viene inizialmente fermato più o meno
all’altezza delle spalle dall’estremità superiore dello schienale, mentre la testa si muove
ancora senza rotazione e quindi senza stiramento del tratto cervicale della colonna
vertebrale all’indietro nella direzione del poggiatesta.
(2) Solo in una seconda fase la testa comincia a girare all’indietro attorno all’asse trasversale.
Ciò ha come conseguenza uno stiramento (estensione) del tratto cervicale della colonna
vertebrale. Tale estensione viene fermata dal poggiatesta, a condizione che questo sia
correttamente posizionato. Nel caso di valori della variazione di velocità, fino a 10 km/h,
determinata dall’urto spesso non avviene alcun contatto dell’occipite con il poggiatesta.
(3) Nella terza fase il corpo, condizionato dall’elasticità della spalliera del sedile, viene mosso
nuovamente nella direzione opposta alla spalliera in avanti verso il parabrezza, dove
successivamente viene fermato dalla cintura di sicurezza all’altezza delle spalle; ciò
Consiglio della Fondazione:
Felix Walz, Prof. Dr. med. specialista in medicina legale
Peter Frei, dipl. Masch. Ing. ETH
Robert Kaeser, Prof. dipl. Masch. Ing. ETH
Markus Muser, Dr. sc. tecn., dipl. Ing. ETH
Peter Niederer, Prof. Dr. sc. tecn., dipl. fisico
Direzione:
AGU Zürich
Winkelriedstr. 27
CH-8006 Zurigo
Segretariato
Tel. +41 44 251 54 30
Fax. +41 44 251 54 31
[email protected]
P.IVA n° 415 702
2
comporta, con il secondo movimento della testa in avanti ora provocato, un piegamento
(flessione) del tratto cervicale della colonna vertebrale privo di energia e quindi in generale
non a rischio di lesioni.
La variazione di velocità in seguito a collisione è determinante
Il livello del valore della variazione di velocità determinata dalla collisione (delta-v) è
fondamentale per la sollecitazione dei passeggeri del veicolo interessato: il delta-v indica il
valore della velocità che il veicolo acquista a causa di un urto.
Esempio: un veicolo fermo viene tamponato. Per effetto dell'impatto, la sua velocità passa da 0
km/h a, per es., 10 km/h, con un valore delta-v pari a 10 km/h.. La velocità con cui il veicolo in
marcia tampona quello fermo e il fatto che il primo azioni o meno i freni nell'impatto sono
elementi rilevanti solo se si tiene conto di entrambe le masse dei veicoli coinvolti. Di
conseguenza, non è la velocità dell'impatto a essere determinante bensì il valore delta-v che ne
deriva come pure l'accelerazione del veicolo davanti.
I valori delta fino a circa 10 km/h, derivanti da tamponamenti, possono non pregiudicare la
salute delle persone, se non sono presenti particolarità biomeccaniche o tecniche del veicolo.
Nel caso di valori del delta-v, da 10 km/h a circa 15 km/h, è possibile che si verifichino disturbi
quali “trauma craniocervicale da accelerazione”, nel caso di valori di delta-v di oltre 15 km/h,
sono senz'altro riscontrabili, dopo una collisione, disturbi del tratto cervicale della colonna
vertebrale.
Nei “normali tamponamenti“ con solo “lievi danni alla carrozzeria”, come spesso sembra sul
posto, normalmente ci si trova davanti a valori delta-v inferiori ai 10 km/h. Il danno al veicolo
visibile ai profani non è un indicatore affidabile della sollecitazione del veicolo, in particolare per
quanto riguarda i veicoli moderni, poiché questi spesso hanno parti in plastica che rendono
meno evidente l’entità del danno. Solo l’accertamento della sollecitazione del veicolo da parte di
un tecnico specializzato rende possibile una corretta valutazione del danno; le supposizioni da
profano portano per lo più a equivoci carichi di conseguenze.
Ruolo centrale del poggiatesta
La distanza tra la testa e il poggiatesta riveste quindi un ruolo fondamentale per la diminuzione
della sollecitazione del tratto cervicale della colonna vertebrale: più corto è il tragitto che la testa
deve percorrere fino al contatto con il poggiatesta, minore è la sollecitazione del tratto cervicale
della colonna vertebrale. L’urto della testa sul poggiatesta stesso non è pericoloso né per il
tratto cervicale della colonna vertebrale né per la testa - i poggiatesta oggi sono prodotti con
materiali ad assorbimento di energia e riducono al minimo l’energia dell’urto in caso di
incidente. Sotto questo aspetto, in caso di tamponamento è pericoloso soltanto l’urto contro una
struttura imbottita, come ad esempio la parete divisoria dello spazio di carico in un furgone.
Ulteriori fattori, che proteggono da un movimento sfavorevole in caso di tamponamento, sono la
costruzione del sedile in sé e il fissaggio del sedile, cioè la qualità della guida del sedile. Tali
dettagli tecnici non sono evidenti e devono essere richiesti in modo mirato dall‘acquirente
dell’auto. È anche fondamentale indossare le cinture di sicurezza per la protezione da eventuali
urti, poiché dopo il movimento all’indietro in direzione del poggiatesta ne avviene un secondo in
avanti.
In caso di urti frontali, per una protezione ottimale dalle lesioni, è fondamentale indossare le
cinture di sicurezza; i poggiatesta occupano un ruolo secondario. In caso di collisioni lievi e di
media gravità sicuramente si evita un urto alla testa con spiacevoli ripercussioni al tratto
cervicale della colonna vertebrale - nel caso di violente collisioni frontali l’airbag svolge
3
ulteriormente la sua funzione di protezione. In caso di urti frontali, il tratto cervicale della
colonna vertebrale sopporta, per diversi motivi, valori nettamente più alti di sollecitazione del
veicolo (delta-v) rispetto ai tamponamenti.
Grafica:
Svolgimento schematico del movimento della testa e del tratto cervicale della colonna
vertebrale in caso di tamponamento:
Il processo di iperestensione viene fermato dal poggiatesta.
Gruppo di lavoro sulla meccanica degli incidenti (AGU)
Il Gruppo di lavoro sulla meccanica degli incidenti (AGU Zurigo) è un gruppo di ricerca
interdisciplinare, organizzato come fondazione. Esso realizza progetti di ricerca in ambito
universitario e industriale, effettua perizie, è attivo nell'insegnamento e offre ricostruzioni di
incidenti nel campo della biomeccanica dei traumi, specialmente in relazione alla sicurezza
nella circolazione stradale.
L’AGU si occupa della ricerca su temi come le lesioni del tratto cervicale della colonna
vertebrale in caso di tamponamenti e la loro prevenzione, il comportamento dei veicoli leggeri in
caso di scontro, nonché la sicurezza dei pedoni.
Prof. Dr. med. Felix Walz
Specialista in medicina legale
Presidente del Consiglio di Amministrazione AGU, Zurigo