entregable e2 DEF revisado · evaluación de la seguridad ante impacto ... Es objetivo principal de este proyecto es la realización de ... Todos los ensayos de catapulta se realizarán

Los resultados hacen referencia exclusivamente a la muestra ensayada.

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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

y Andrés Aparicio Salazar

Luis Martínez Sáez

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

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ESTUDIO DE LA EFICIENCIA DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE RETENCIÓN PARA OCUPANTES INFANTILES EN AUTOCARES

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SUMARIO

1. Introducción 5

2. Objetivos 6

3. Especificaciones 7

4. Resultados 13

4.1. 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


4.1.4. 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



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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 43

5. Conclusiones 47

6. Referencias 49

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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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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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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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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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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: Enero 2007

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: Enero 2007

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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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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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 recomendaciones

Duración: Marzo 2007

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: Difusión, explotación…

Duración: Marzo 2007

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:

Velocidad inicial de impacto: 30 a 32 km/h. Curva de deceleración del carro dentro de los corredores mostrados en

la Figura 1. Deceleración media del pulso entre 6.5 y 8.5 g(1).

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:

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.

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.

Se han evaluado cinco configuraciones distintas de sistemas de retención.

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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.)

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.

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:

El objetivo del presente estudio es dilucidad cual podría ser el mejor tipo de sistema de retención infantil en autocares.

Se han realizado ensayos dinámicos con butacas homologadas y comerciales representativas del mercado nacional.

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Se han seleccionado cinco configuraciones de ensayo realistas. Los sistemas de retención infantil que se han utilizado son comerciales y homologados.

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.

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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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).

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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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 FITSA-IDIADA, 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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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.

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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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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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. 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.

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[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

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entregable e2 DEF revisado · evaluación de la seguridad ante impacto ... Es objetivo principal de este proyecto es la realización de ... Todos los ensayos de catapulta se realizarán