SS09_BIGI sedili bambini cesena 23_9_09

Presentazione Sedili Bambini
CESENA, Ottobre 2009
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Sommario
• Sicurezza attiva e sicurezza passiva
• Incidenti stradali: classificazione generale
• Urto frontale / informazioni fondamentali
• Urto laterale / informazioni fondamentali
• Urto posteriore e rollover / informazioni fondamentali
• ..... ma i bambini non sono adulti! Principali specificità relative ai sistemi di ritenuta
• Caratteristiche richieste ai sedili bambini dal punto di vista della sicurezza passiva e
relative problematiche
• La classificazione ECE 44
• Sedili bambini: tabella riassuntiva di caratteristiche, vantaggi/svantaggi
• Conclusioni
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Introduzione: Sicurezza Attiva e Sicurezza Passiva
• SICUREZZA ATTIVA comprende tutti quegli accorgimenti e componenti della
progettazione finalizzati a limitare al minimo la probabilità
che si verifichi un incidente (es: Freni, ABS, ecc.)
NON E’ OGGETTO DELLA PRESENTE RELAZIONE
• SICUREZZA PASSIVA comprende tutti quegli accorgimenti e componenti della
progettazione finalizzati a limitare al minimo le conseguenze
di un incidente una volta che questo si sia verificato
E’ OGGETTO DELLA PRESENTE RELAZIONE
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Introduzione: Le categorie degli incidenti stradali
• Urti Frontali
• Urti Laterali
• Urti Posteriori
• Rollover
•
•
•
•
•
(50 ÷ 55% delle lesioni gravi o mortali)
(25 ÷ 30% delle lesioni gravi o mortali)
( 5 ÷ 8% delle lesioni gravi o mortali)
(10 ÷ 15% delle lesioni gravi o mortali)
FATTORI DI VARIABILITÀ
utilizzo delle cinture
tipologia del parco circolante
tipologia del territorio
tipologia della popolazione dei conducenti
riferimento a lesioni AIS3+
• Urti Frontali e Laterali affrontati come
priorità nella progettazione
• Urti Posteriori rilevanti per lesioni
leggere e medie
• Urti Posteriori e Rollover comunque di
interesse per specifiche tematiche
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Urto Frontale: Le problematiche da ritenuta
• URTO FRONTALE / DEFINIZIONE:
L’insieme degli urti (contro ostacolo fisso o veicolo contro altro veicolo) nei
quale la direzione principale delle forze scambiate è posta all’interno di un
cono che si estende di 30° a destra ed a sinistra rispetto alla direzione
longitudinale anteriore e nei quali la struttura frontale è interessata dalle
deformazioni
Forza interna
al cono ± 30°
Direzione longitudinale di marcia
30°
30°
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Urto Frontale: Le problematiche di ritenuta
• URTO DI RIFERIMENTO PER RAGIONARE:
Urto perfettamente perpendicolare contro barriera rigida con ricoprimento
completo del frontale
Δν (Km/h)
a (g)
50 Km/h
30/50g
T (ms)
50 ÷ 80
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Urto Frontale : Le problematiche di ritenuta
• SITUAZIONE IDEALE DI RIFERIMENTO
– guidatore in moto parzialmente solidale con il veicolo
(massimo anticipo della decelerazione)
– utilizzo ottimale dello spazio libero di spostamento davanti al guidatore
ACCELERAZIONI SU TUTTI I SEGMENTI CORPOREI
CON PICCHI DI 15 ÷ 30g, LIVELLI DEL TUTTO
COMPATIBILI CON LESIONI LEGGERE
OBIETTIVO DEI SISTEMI DI RITENUTA IN URTO FRONTALE:
vincolare il moto dell’occupante al moto del veicolo utilizzando al meglio gli spazi di
deformazione disponibili, evitando urti rigidi contro l’interno dell’abitacolo e quindi
limitando al minimo le decelerazioni, le forze e gli schiacciamenti che i diversi segmenti
del corpo umano devono subire.
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Urto Frontale: Le problematiche di ritenuta
• LA CINEMATICA DEL GUIDATORE NON CINTURATO
200 g
700/1000 kg
700/1000 kg su ogni ginocchio
– fase iniziale (15 ÷ 20) : moto inerziale in avanti non rallentato
– 20 ÷ 25 ms: urto del torace/addome contro la corona del volante e delle ginocchia
contro la parte bassa della plancia
– 50 ÷ 60 ms: importante rotazione in avanti del busto con moto della testa contro il
parabrezza
– 80 ÷ 100 ms: la testa batte violentemente contro l’area centrale/superiore del
parabrezza a velocità dell’ordine di 30 ÷ 40 Km/h
LESIONI GRAVISSIME, SPESSO MORTALI
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Urto Frontale : Le problematiche di ritenuta
MODALITÀ DI RIDUZIONE DELLA LESIVITÀ:
•
rallentare l’occupante il prima possibile nel suo moto inerziale
•
utilizzare tutto lo spazio libero di deformazione azzerando l’energia di
contatto fra l’occupante e le parti rigide all’interno del veicolo
•
nel caso che i contatti rigidi non siano evitabili, garantire comunque che gli
interni del veicolo presentino una loro capacità intrinseca di assorbimento di
energia
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Urto Frontale : L’evoluzione storica dei sistemi di ritenuta
STEP 6 (oggi)
Cinture/pretensionatori multipli/limitatori di carico delle cinture /air bags a doppia
energia di attivazione in funzione della severita’ dell’urto/air bag ginocchio
E bassa/E alta
400/500 kg
PROBLEMI APERTI
• efficacia complessiva da verificare in
funzione dei dati da campo.
Sicuramente sempre presenti residue
lesioni da out of position
• a acc. testa
• f torace
• f ginocchia
~ 40÷ 60 g
~ 300 ÷ 400 kg
~ 300 ÷ 400 kg
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Urto Laterale : Le problematiche di ritenuta
URTO LATERALE / DEFINIZIONE
L’insieme degli urti (contro ostacolo fermo o veicolo contro altro veicolo) che
interessano le due fiancate dell’autoveicolo con direzione delle forze
prevalentemente trasversale rispetto alla direzione longitudinale. Categorie più
rilevanti:
– urti vettura contro vettura agli incroci
– urti laterali contro oggetti quali pali, particolarmente pericolosi in
caso di interazione contro la testa degli occupanti
30°
30°
30°
30°
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Urto Laterale: Le problematiche di Ritenuta
PROFILO DI DEFORMAZIONE OTTIMIZZATO
Configurazione da evitare
Cerniera plastica centrale
con importanti intrusioni
a livello di
torace/collo/testa
Configurazione ottimale
Cerniera plastica nella
zona
del
bacino/arti
inferiori
con limitate
intrusioni a livello di
torace/collo/testa
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Urto Laterale:
L’evoluzione Storica Dei Sistemi Di Ritenuta
STEP 3 (Seconda meta’ degli anni 90)
abbinamento di air bags a protezione del torace
(nel sedile o nel pannello porta) con air bags a tendina a protezione della testa
Air Bag
testa
• volume dell’air bag toracico di circa 6 litri
• volume dell’air bag testa di circa 8/10 litri
Air Bag
toracico
• questa tipologia di protezione si sta rapidamente
imponendo sulle vetture di attuale
commercializzazione
• risponde all’esigenza di garantire un corretto
assorbimento di energia in corrispondenza a tutti i
segmenti corporei maggiormente esposti in urto
laterale.
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Urto Posteriore e Rollover
MOTIVI DI RINNOVATO INTERESSE
• La progressiva riduzione di lesività in urto frontale e laterale tende ad incrementare la
percentuale di lesioni in urto posteriore e rollover
• L’urto posteriore e’ estremamente significativo in termini di lesioni leggere (fino a AIS 2)
a causa della problematica specifica delle lesioni alla rachide cervicale (colpo di frusta)
• La maggior presenza nel parco circolante di veicoli con rapporto altezza del
baricentro/carreggiata (es SUV) causa una maggiore incidenza dei rollover in termini
percentuali
• Lo sviluppo scientifico inizia a permettere l’identificazione di componenti innovativi di
ritenuta validi in configurazioni di urto posteriore e di rollover
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Urto Posteriore e Rollover
INFORMAZIONI GENERALI SUI COMPONENTI ATTUALI DI RITENUTA
• Le cinture di sicurezza svolgono un’azione (seppur limitata) anche nella protezione degli
occupanti in urto posteriore contribuendo a mantenere l’occupante vincolato al sedile in
caso di cedimento dello schienale e limitando il moto in avanti dell’occupante stesso in
sede di “rebound” qualora al contrario lo schienale risultasse comportarsi in modo
elastico.
• Le cinture di sicurezza svolgono un’azione estremamente significativa in rollover
• Gli appoggiatesta hanno contribuito in modo molto piu’ ridotto di quanto venga
comunemente ritenuto a ridurre le lesioni da Whiplash (stima efficacia: 20% circa)
Motivi della scarsa efficacia :
• gli utenti non posizionano correttamente l’appoggiatesta con contatto all’
altezza degli occhi qualora siano regolabili
• difficilmente l’appoggiatesta e’ vicino alla nuca in senso longitudinale nelle
normali condizioni di marcia.
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....Ma i bambini non sono adulti!
Principali specificità relative ai sistemi di ritenuta
• Rapidità evolutiva! La crescita modifica le caratteristiche morfologiche dei bambini
/adolescenti in modo rapido rendendo necessario l’utilizzo di sistemi di ritenuta diversi
• Negli infanti la dimensione/peso della testa e la scarsissima resistenza del collo
rappresentano il primo problema nella ritenuta
• Il rapporto peso/dimensione tra i diversi segmenti corporei e’ sostanzialmente diverso
rispetto agli adulti e varia significativamente con l’età
• La conformazione del bacino facilita fenomeni di “affondamento” dell’addome al di
sotto delle cinture di sicurezza integrate nei sedili e richiede quindi misure specifiche
• La resistenza meccanica alle sollecitazioni in impatto varia con l’età/peso/sviluppo
I SISTEMI DI RITENUTA USUALI
(CINTURE DI SICUREZZA ED AIR BAGS)
SONO DEL TUTTO INADATTI A VINCOLARE BAMBINI
FINO A CIRCA 36KG DI PESO /12ANNI DI ETA’.
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Caratteristiche richieste ai sedili bambini dal punto di
vista della sicurezza passiva e relative problematiche
CARATTERISTICA
PROBLEMATICA
• si
devono
adattare
alla
specifica
età/peso/altezza del bambino al fine di
ottimizzare le caratteristiche di ritenuta
• esistono diverse categorie di sedili bambini che
devono essere utilizzati in modo appropriato in
funzione dell’utente
• si devono interfacciare in modo facile coi
bambini/ devono essere comodi
• potenziali “misure” e/o rifiuto di utilizzo del
bambino per mancanza di confort/visibilità
• si devono interfacciare in modo facile ed
“a prova di errore” con i sedili/cinture di
sicurezza tenendo conto anche della
variabilita’ geometrica tra vincolo e vincolo.
Lo sviluppo degli attacchi a baionetta
ISOFIX risponde a questa specifica
richiesta
• serie problematiche di “misure”
• devono garantire la massima protezione
nelle configurazioni d’urto
• Devono essere compatibili con gli air bags
(soprattutto passeggero anteriore)
• caratteristiche tecniche specifiche della normativa
ECE 44. Compatibilità con visibilità e confort
• necessario il rispetto rigoroso delle norme di
utilizzo, soprattutto del divieto di montaggio dei
sedili bambini contromano in corrispondenza di un
airbag passeggero frontale
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Caratteristiche richieste ai sedili bambini dal punto di
vista della sicurezza passiva e relative problematiche
MA LA DISCIPLINA DEI GENITORI PAGA!
UN BAMBINO TRATTENUTO ALL’INTERNO DI UN
SEDILE ADATTO ALLA SUA ETA’ E CORRETTAMENTE
VINCOLATO AL VEICOLO HA IL 90% IN MENO DI
PROBABILITA’ DI SUBIRE LESIONI GRAVI O MORTALI
(AIS 3+) IN UN INCIDENTE AUTOMOBILISTICO
RISPETTO AD UN BAMBINO NON CINTURATO
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La classificazione ECE 44
• gruppo 0 : per bambini di peso < 10 kg
SEDILI CONTROMANO
• gruppo 0 +: per bambini di peso < 13 kg
• gruppo I : per bambini di peso compreso tra i 9 kg ed i 18 kg
• gruppo II : per bambini di peso compreso tra 15 kg ed i 25 kg
• gruppo III : per bambini di peso compreso tra i 22 kg ed i 36 kg
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Sedile bambini: tabella riassuntiva
TIPOLOGIA
ECE 44
DESCRIZIONE
VANTAGGI
CRITICITA’
NOTE
0
sedili bambino
montati
contromano
(principalmente)
- ottima ritenuta di
schiena/collo/testa in urto
frontale
- contenimento in urto
laterale
- In generale
incompatibile
con airbag
frontale
passeggero
- non sempre di
facile montaggio
- il sistema di
attacco ISOFIX
puo’ contribuire ai
problemi di
montaggio
- non critica
l’interazione con
airbag laterali
sedili bambino in
direzione di
marcia
- buona ritenuta complessiva
- buona geometria
anti-submarining
- buona protezione in urto
laterale e posteriore
- compatibile
con airbag
passeggero ma
consigliato
arretramento
sedile
- non sempre di
facile montaggio
- il sistema di
attacco ISOFIX
puo’ contribuire ai
problemi di
montaggio
- non critica
l’interazione con
airbag laterali
rialzi della seduta
- utilizza le normali cinture
di sicurezza/rialza solo la
seduta
- destinato esclusivamente
ad una migliore compatibilita’
con la cintura adulti
0+
I
II
III
- non critica
l’interazione con air
bag laterali
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Conclusioni
• I sistemi di ritenuta sono un ingrediente fondamentale della sicurezza passiva
automobilistica
• I sistemi di ritenuta devono garantire il massimo di riduzione della lesività in tutte le
principali configurazioni d’impatto (frontale, laterale, posteriore, rollover)
• I bambini hanno caratteristiche morfologiche specifiche che richiedono sistemi di
ritenuta “ad hoc” che si adattano al loro sviluppo
• I sedili bambini hanno caratteristiche tecniche/geometriche e problematiche loro
proprie la cui conoscenza permette di ottimizzare le prestazioni
• Un bambino trattenuto all’interno di un sedile adatto alla sua età e correttamente
vincolato al veicolo ha il 90% in meno di probabilità di subire lesioni gravi o mortali
(AIS 3+) in un incidente automobilistico rispetto ad un bambino non cinturato
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