Mehmet Kurt, probando el casco airbag. Imagen: Kurt Hickman. Fuente: Universidad Stanford.
El bioingeniero de la Universidad Stanford (California, EE.UU.) David Camarillo sabe muy bien que el ciclismo es la principal causa de conmociones y lesiones cerebral en el deporte o en actividades relacionadas con él, en Estados Unidos.
Camarillo ha tenido dos conmociones cerebrales como resultado de accidentes de bicicleta. Aunque no duda que usar casco es mejor que no llevarlo, Camarillo piensa que los cascos tradicionales no protegen a los corredores tan bien como podrían.
"Los cascos de bicicleta de espuma pueden, y se ha demostrado, reducir la probabilidad de fractura de cráneo y otras lesiones cerebrales más graves", dice Camarillo, profesor ayudante de bioingeniería en Stanford, en la información de la universidad. "Sin embargo, creo que muchos erróneamente creen que un casco de bicicleta está ahí para proteger contra una conmoción cerebral. Eso no es cierto."
Sabiendo lo que sabe sobre los cascos de bicicleta tradicionales, Camarillo, cuyo laboratorio trabaja en la comprensión y la prevención de las conmociones cerebrales, decidió probar un nuevo tipo de casco que está empezando a estar disponible en algunos países europeos. Los resultados se publican en la revista Annals of Biomedical Engineering.
El casco probado por Camarillo va en una bolsa blanda que se lleva alrededor del cuello. Salta, como un airbag, alrededor de la cabeza de una persona cuando detecta una posible colisión. Originalmente se diseñó porque a las personas no les gusta usar cascos por razones estéticas.
Los investigadores compararon este casco airbag con los cascos de bicicleta tradicionales de espuma. Sus resultados fueron sorprendentes.
"Llevamos a cabo pruebas de caída, que son las oficiales para evaluar los cascos de bicicleta, y nos encontramos con que los cascos airbag, con la presión inicial correcta, pueden reducir la aceleración de la cabeza cinco o seis veces más que un casco de bicicleta tradicional", dice Mehmet Kurt, investigador postdoctoral en el laboratorio de Camarillo.
La prueba de caída consistió en poner los cascos en una cabeza de maniquí que contenía acelerómetros y soltarlo desde varias alturas sobre una plataforma de metal.
Los investigadores soltaron los cascos desde un mínimo de 0,8 metros hasta un máximo de dos metros de altura y midieron su aceleración lineal al chocar contra el suelo.
Camarillo ha tenido dos conmociones cerebrales como resultado de accidentes de bicicleta. Aunque no duda que usar casco es mejor que no llevarlo, Camarillo piensa que los cascos tradicionales no protegen a los corredores tan bien como podrían.
"Los cascos de bicicleta de espuma pueden, y se ha demostrado, reducir la probabilidad de fractura de cráneo y otras lesiones cerebrales más graves", dice Camarillo, profesor ayudante de bioingeniería en Stanford, en la información de la universidad. "Sin embargo, creo que muchos erróneamente creen que un casco de bicicleta está ahí para proteger contra una conmoción cerebral. Eso no es cierto."
Sabiendo lo que sabe sobre los cascos de bicicleta tradicionales, Camarillo, cuyo laboratorio trabaja en la comprensión y la prevención de las conmociones cerebrales, decidió probar un nuevo tipo de casco que está empezando a estar disponible en algunos países europeos. Los resultados se publican en la revista Annals of Biomedical Engineering.
El casco probado por Camarillo va en una bolsa blanda que se lleva alrededor del cuello. Salta, como un airbag, alrededor de la cabeza de una persona cuando detecta una posible colisión. Originalmente se diseñó porque a las personas no les gusta usar cascos por razones estéticas.
Los investigadores compararon este casco airbag con los cascos de bicicleta tradicionales de espuma. Sus resultados fueron sorprendentes.
"Llevamos a cabo pruebas de caída, que son las oficiales para evaluar los cascos de bicicleta, y nos encontramos con que los cascos airbag, con la presión inicial correcta, pueden reducir la aceleración de la cabeza cinco o seis veces más que un casco de bicicleta tradicional", dice Mehmet Kurt, investigador postdoctoral en el laboratorio de Camarillo.
La prueba de caída consistió en poner los cascos en una cabeza de maniquí que contenía acelerómetros y soltarlo desde varias alturas sobre una plataforma de metal.
Los investigadores soltaron los cascos desde un mínimo de 0,8 metros hasta un máximo de dos metros de altura y midieron su aceleración lineal al chocar contra el suelo.
Advertencia
Camarillo dice que el gran tamaño del casco airbag en comparación con los cascos de espuma es probablemente la razón de su éxito. Al ser más grande, también puede ser más suave, lo que permite una caída más amortiguada. Sin embargo, esta amortiguación también tiene una desventaja potencial. En la prueba, el casco airbag fue pre-inflado y los investigadores maximizaron la presión del aire dentro del casco antes de cada caída.
"Como sugiere nuestro trabajo, aunque los cascos airbag tienen el potencial de reducir los niveles de aceleración que se experimentan en un accidente de bicicleta, también se observa que la presión inicial del casco crucial para reducir estos niveles de aceleración", dice Kurt.
Sin la cantidad máxima de aire, la cabeza podría golpear el suelo con mucha más fuerza que si llevara un casco de espuma tradicional. En las versiones actuales del casco airbag, la expansión la provoca un proceso químico, lo que no parece garantizar la presión de aire máxima.
Aceleración lineal
En este estudio, los investigadores midieron la aceleración lineal de la cabeza en caso de choque, que tiene que ver con el riesgo de fractura de cráneo y lesiones en la cabeza, pero no está relacionada directamente con el riesgo de conmoción cerebral.
La investigación de la conmoción cerebral es un ámbito de rápido crecimiento, pero los expertos creen que la conmoción cerebral puede estar relacionada con el estiramiento angular del cerebro, que es más probable que sea causado por un movimiento de torsión que por un movimiento lineal.
"Hay muchas teorías, pero la predominante es que, cuando la cabeza gira muy rápidamente, el tejido blando de dentro del cerebro se contorsiona y, en esencia, lo que se produce es un estiramiento de los axones, que son el cableado del cerebro", dice Camarillo.
La prueba de caída utilizada en este estudio es la prueba estándar para cascos de bicicleta. Aunque pruebas más específicas de las fuerzas de rotación mejor nos dirían mejor cómo podrían proteger los cascos de la conmoción cerebral, Camarillo dice que, dada la gran ventaja que el casco airbag muestra en esta investigación, hay una gran probabilidad de que reduzca la probabilidad de conmoción cerebral en comparación con un casco de espuma.
El casco airbag no está disponible en Estados Unidos, pero se vende en algunos países europeos. Es una innovación relativamente reciente y, en comparación, las normas y pruebas están muy atrás.
Incluso para los cascos de espuma convencionales, las pruebas estándar no abordan algunos de los elementos que la ciencia indica que importan en relación con las lesiones cerebrales y los traumas en la cabeza, incluida la evaluación de las fuerzas de rotación y pruebas de caída de partes del casco que no sean la corona.
El casco airbag plantearía problemas adicionales, incluyendo el hecho de que los cascos se prueban generalmente en una cabeza de maniquí sin cuello, que no podría usar ese casco.
Los investigadores abordarán estas cuestiones, y si el casco sigue funcionando cayendo desde más arriba que lo estudiado hasta ahora.
También pretenden trabajar en la fabricación de un casco inteligente. Ya se expande cuando detecta un impacto probable, pero quierejn que sea capaz de predecir la gravedad del impacto y compensar en consecuencia.
Camarillo dice que el gran tamaño del casco airbag en comparación con los cascos de espuma es probablemente la razón de su éxito. Al ser más grande, también puede ser más suave, lo que permite una caída más amortiguada. Sin embargo, esta amortiguación también tiene una desventaja potencial. En la prueba, el casco airbag fue pre-inflado y los investigadores maximizaron la presión del aire dentro del casco antes de cada caída.
"Como sugiere nuestro trabajo, aunque los cascos airbag tienen el potencial de reducir los niveles de aceleración que se experimentan en un accidente de bicicleta, también se observa que la presión inicial del casco crucial para reducir estos niveles de aceleración", dice Kurt.
Sin la cantidad máxima de aire, la cabeza podría golpear el suelo con mucha más fuerza que si llevara un casco de espuma tradicional. En las versiones actuales del casco airbag, la expansión la provoca un proceso químico, lo que no parece garantizar la presión de aire máxima.
Aceleración lineal
En este estudio, los investigadores midieron la aceleración lineal de la cabeza en caso de choque, que tiene que ver con el riesgo de fractura de cráneo y lesiones en la cabeza, pero no está relacionada directamente con el riesgo de conmoción cerebral.
La investigación de la conmoción cerebral es un ámbito de rápido crecimiento, pero los expertos creen que la conmoción cerebral puede estar relacionada con el estiramiento angular del cerebro, que es más probable que sea causado por un movimiento de torsión que por un movimiento lineal.
"Hay muchas teorías, pero la predominante es que, cuando la cabeza gira muy rápidamente, el tejido blando de dentro del cerebro se contorsiona y, en esencia, lo que se produce es un estiramiento de los axones, que son el cableado del cerebro", dice Camarillo.
La prueba de caída utilizada en este estudio es la prueba estándar para cascos de bicicleta. Aunque pruebas más específicas de las fuerzas de rotación mejor nos dirían mejor cómo podrían proteger los cascos de la conmoción cerebral, Camarillo dice que, dada la gran ventaja que el casco airbag muestra en esta investigación, hay una gran probabilidad de que reduzca la probabilidad de conmoción cerebral en comparación con un casco de espuma.
El casco airbag no está disponible en Estados Unidos, pero se vende en algunos países europeos. Es una innovación relativamente reciente y, en comparación, las normas y pruebas están muy atrás.
Incluso para los cascos de espuma convencionales, las pruebas estándar no abordan algunos de los elementos que la ciencia indica que importan en relación con las lesiones cerebrales y los traumas en la cabeza, incluida la evaluación de las fuerzas de rotación y pruebas de caída de partes del casco que no sean la corona.
El casco airbag plantearía problemas adicionales, incluyendo el hecho de que los cascos se prueban generalmente en una cabeza de maniquí sin cuello, que no podría usar ese casco.
Los investigadores abordarán estas cuestiones, y si el casco sigue funcionando cayendo desde más arriba que lo estudiado hasta ahora.
También pretenden trabajar en la fabricación de un casco inteligente. Ya se expande cuando detecta un impacto probable, pero quierejn que sea capaz de predecir la gravedad del impacto y compensar en consecuencia.
Referencia bibliográfica:
Mehmet Kurt, Kaveh Laksari, Calvin Kuo, Gerald A. Grant, David B. Camarillo: Modeling and Optimization of Airbag Helmets for Preventing Head Injuries in Bicycling. DOI: 10.1007/s10439-016-1732-1
Mehmet Kurt, Kaveh Laksari, Calvin Kuo, Gerald A. Grant, David B. Camarillo: Modeling and Optimization of Airbag Helmets for Preventing Head Injuries in Bicycling. DOI: 10.1007/s10439-016-1732-1