Estudio piloto de evaluacion´ del comportamiento de ... · Comparacion cualitativa del m´ aximo...

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Instituto de Investigacion en Ingenierıa de Aragon

UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA

Estudio piloto de evaluaciondel comportamiento de dispositivos de seguridad

infantil en vehıculos reales

Proyecto cofinanciado por la Direccion General de Trafico

Diciembre de 2013

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Contenido

Indice de figuras 5

Indice de tablas 7

1. Introduccion 81.1. Objetivo general del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.2. Motivacion del estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2. Metodologıa y desarrollo del proyecto 112.1. La norma ECE R44/04 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2. Equipamiento e instrumentacion utilizados en el proyecto . . . . . . . . 13

2.2.1. Simulador de choque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.2. Dispositivos antropomorficos de ensayo (dummies) . . . . . . . 142.2.3. Sistemas de retencion infantil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.2.4. Sistema de captura de movimiento VICON . . . . . . . . . . . . 162.2.5. Instrumentacion de los dummies y equipos de apoyo . . . . . . . 182.2.6. Variables objeto de analisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3. Ensayos realizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.4. Preparacion de ensayos: colocacion de los sistemas de retencion y de

los dummies y colocacion del cinturon o arnes . . . . . . . . . . . . . . 20

3. Resultados y discusion de los mismos 233.1. Deceleracion en el simulador de choque . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.1.1. Comparacion para los ensayos con el dummy P3 . . . . . . . . . 253.1.2. Comparacion para los ensayos con el dummy P6 . . . . . . . . . 26

3.2. Comparacion cualitativa del maximo desplazamiento de cabeza . . . . 273.2.1. Comparacion para los ensayos con el dummy P3 . . . . . . . . . 273.2.2. Comparacion para los ensayos con el dummy P6 . . . . . . . . . 28

3.3. Evolucion temporal de la aceleracion del centro de gravedad de la ca-beza del dummy en los ejes locales x,y,z. . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.3.1. Dummy P3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.3.2. Dummy P6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.4. Evolucion temporal de la aceleracion resultante del centro de gravedadde la cabeza del dummy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.4.1. Dummy P3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.4.2. Dummy P6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

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3.5. Evolucion temporal de la velocidad de rotacion de la cabeza del dummyen los ejes locales x,y,z. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.5.1. Dummy P3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.5.2. Dummy P6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.6. Evolucion temporal de la aceleracion vertical del torax del dummy (ejelocal z). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.6.1. Dummy P3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.6.2. Dummy P6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.7. Evolucion temporal de la aceleracion resultante del torax. . . . . . . . . 383.7.1. Dummy P3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.7.2. Dummy P6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.8. Evolucion temporal de la tension de la banda toracica del cinturon deseguridad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.8.1. Dummy P3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.8.2. Dummy P6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4. Conclusiones y lıneas futuras de trabajo 42

5. Referencias 46

ANEXOS 48

A. Caracterısticas mecanicas del cinturon utilizado en la bancada ECE R44 49

B. Formulario de posicion del dummy y del sistema de retencion 51

C. Estados pre-ensayo y post-ensayo 53C.1. Ensayo 905 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

C.1.1. Fotografıas anteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54C.1.2. Fotografıas posteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

C.2. Ensayo 906 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56C.2.1. Fotografıas anteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56C.2.2. Fotografıas posteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . 57





C.7. Ensayo 911 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66C.7.1. Fotografıas anteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

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C.7.2. Fotografıas posteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . 67C.8. Ensayo 912 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

C.8.1. Fotografıas anteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68C.8.2. Fotografıas posteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . 69


C.10.Ensayo 914 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72C.10.1.Fotografıas anteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72C.10.2.Fotografıas posteriores al impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . 73



D. Resumen enviado al congreso IRCOBI para su presentacion en la Confe-rencia IRCOBI 2014 78

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Indice de figuras

2.1. Etiqueta de homologacion segun reglamento 44. . . . . . . . . . . . . . 132.2. Vista del simulador de impacto con la bancada de la normativa ECE

R44 montada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.3. Sistema de retencion infantil utilizado en los experimentos y detalle de

la ruta del cinturon de tres puntos sobre el hombro del ocupante . . . . 162.4. Posicion de los marcadores retro-reflectantes sobre el ocupante, el sis-

tema de retencion y la bancada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.5. Cubo de medicion de la aceleracion y velocidad de rotacion angular del

centro de gravedad de la cabeza (izquierda). Sistema de coordenadaselegido para las medidas de aceleracion y velocidad de rotacion de lacabeza, elegido segun las recomendaciones de la norma SAEJ211 [12] 19

3.1. Comparacion de la deceleracion del sled con el dummy P3 entre labancada de la regulacion ECE R44 y el asiento trasero de un vehıculoreal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.2. Comparacion de la deceleracion del sled con el dummy P6 entre labancada de la regulacion ECE R44 y el asiento trasero de un vehıculoreal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.3. Comparacion del maximo desplazamiento de la cabeza del dummy P3entre la bancada de la regulacion ECE R44 y el asiento trasero de unvehıculo real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.4. Comparacion del maximo desplazamiento de la cabeza del dummy P6entre la bancada de la regulacion ECE R44 y el asiento trasero de unvehıculo real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.5. Aceleracion del centro de gravedad de la cabeza del dummy P3. Com-paracion entre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (de-recha). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.6. Aceleracion del centro de gravedad de la cabeza del dummy P6. Com-paracion entre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (de-recha). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.7. Aceleracion resultante del centro de gravedad de la cabeza del dummyP3. Comparacion entre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento devehıculo (derecha). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.8. Aceleracion resultante del centro de gravedad de la cabeza del dummyP6. Comparacion entre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento devehıculo (derecha). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

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3.9. Velocidad de rotacion de la cabeza del dummy P3. Comparacion entrebancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha). . . . . . 34

3.10.Velocidad de rotacion de la cabeza del dummy P6. Comparacion entrebancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha). . . . . . 35

3.11.Aceleracion vertical del torax de la cabeza del dummy P3. Comparacionentre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha). . . 36

3.12.Aceleracion vertical del torax del dummy P6. Comparacion entre ban-cada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha). . . . . . . . 37

3.13.Aceleracion resultante del torax del dummy P3. Comparacion entrebancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha). . . . . . 38

3.14.Aceleracion resultante del torax del dummy P6. Comparacion entrebancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha). . . . . . 39

3.15.Fuerza (tension) en la banda toracica del cinturon en el dummy P3.Comparacion entre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo(derecha). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.16.Fuerza (tension) en la banda toracica del cinturon en el dummy P6.Comparacion entre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo(derecha). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

B.1. Formulario utilizado para registrar la posicion del sistema de retenciony del dummy y asegurar la repetitividad de los ensayos. . . . . . . . . . 52

C.1. Ensayo 905. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 54C.2. Ensayo 905. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 55C.3. Ensayo 906. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 56C.4. Ensayo 906. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 57C.5. Ensayo 907. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 58C.6. Ensayo 907. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 59C.7. Ensayo 908. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 60C.8. Ensayo 908. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 61C.9. Ensayo 909. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 62C.10.Ensayo 909. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 63C.11.Ensayo 910. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 64C.12.Ensayo 910. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 65C.13.Ensayo 911. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 66C.14.Ensayo 911. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 67C.15.Ensayo 912. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 68C.16.Ensayo 912. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 69C.17.Ensayo 913. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 70C.18.Ensayo 913. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 71C.19.Ensayo 914. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 72C.20.Ensayo 914. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 73C.21.Ensayo 915. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 74C.22.Ensayo 915. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 75C.23.Ensayo 916. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo. . . . . . . 76C.24.Ensayo 916. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo. . . . . 77

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Indice de cuadros

2.1. Grupos de masa de los sistemas de retencion infantil. . . . . . . . . . . 122.2. Grupos de SRI y de sistemas ISOFIX. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3. Edades representadas y masas de los dummies infantiles. . . . . . . . 152.4. Ensayos realizados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.5. Posicion del sistema de retencion infantil en el asiento de la bancada

de ensayo (ver anexo). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.6. Posicion del dummy en el sistema de retencion (ver anexo). . . . . . . . 222.7. Posicion del cinturon de seguridad sobre el torso del dummy (ver anexo). 22

3.1. Velocidades de impacto y distancia de frenado de los ensayos realizados. 24

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1. Introduccion

1.1. Objetivo general del proyecto

El objetivo del estudio es verificar y cuantificar la posible penalizacion de la seguri-dad infantil como consecuencia de los diferentes comportamientos de los sistemas deretencion infantil en bancada de ensayos de homologacion segun reglamento ECE-R44 y en asiento de vehıculo real.

La hipotesis de investigacion es que la rigidez del cojın y la disposicion de los an-clajes de la bancada utilizada en la regulacion ECE-R44 hacen que el desplazamientodel centro de gravedad de la cabeza del dummy sea menor que la que se observarıacuando el mismo SRI se coloca sobre un vehıculo real.

1.2. Motivacion del estudio

Las normativas existentes en Europa y America (ECE R44, FMVSS 213, CMVSS213) para la certificacion de sistemas de retencion infantil (SRI) limitan el desplaza-miento maximo de la cabeza del muneco antropomorfico de ensayo (dummy), ası co-mo los valores de aceleracion del torax y, en ocasiones, de la cabeza. El objetivo deestos lımites es asegurar que el SRI ofrece un nivel de proteccion al ocupante quedisminuya el riesgo de lesion craneoencefalica en caso de un impacto frontal.

A pesar de esto, el traumatismo craneoencefalico constituye la lesion de ma-yor frecuencia y gravedad entre los ocupantes pediatricos, independientemente dea que grupo de edad pertenezcan, la direccion del impacto o el tipo de sistema deretencion utilizado [3]. Se consideran responsables de aproximadamente del 33 % detodas muertes infantiles [2, 13] y son particularmente importantes dado que el cerebroes muy dıficil de tratar durante su desarrollo.

Existe un numero creciente de estudios que asocian las lesiones craneoencefali-cas en general, y particularmente aquellas de los ocupantes pediatricos, a impactos

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de la cabeza del ocupante contra alguna de las estructuras del habitaculo del vehıculo[5, 4]. Si bien es cierto que ambos estudios estan restringidos al analisis de la base dedatos americana CIREN y por tanto el numero de casos analizado es muy bajo, tam-bien es cierto que la revision de estos casos indican que, a pesar de los esfuerzos deprevencion contemplados en las regulaciones, el movimiento descrito por la cabezade los ninos es mas complejo que el contemplado en estos ensayos de choque.

No existe una explicacion unica que justifique completamente la existencia de es-tas lesiones craneoencefalicas incluso cuando los ninos estan utilizando el sistema deretencion infantil, pero diversos estudios han senalado diferencias importantes entrelos metodos utilizados para ensayar estos sistemas de retencion infantil y su compor-tamiento en situaciones reales. Diversos estudios naturalısticos han senalado que losninos incurren con frecuencia en situaciones fuera de posicion (out of position o mascomunmente OOP, utilizando las siglas de la expresion inglesa) incluso cuando estanutilizando los sistemas de retencion infantil [6, 1, 7]. Tambien se ha sugerido que lasdiferencias biomecanicas existentes entre los munecos antropomorficos de ensayo(o dummies) y los ocupantes pediatricos reales podrıan dificultar el diseno de siste-mas de retencion infantil mas eficaces en la proteccion de los pasajeros mas jovenes[10, 9].

Las regulaciones anteriormente citadas tienen en comun la utilizacion de una ban-cada de ensayo descrita en el texto de la normativa y cuya geometrıa y comportamien-to mecanico difiere de la de los asientos comerciales que incorporan los vehıculos depasajeros. Tanto en los Estados Unidos como en Canada es frecuente incorporar sis-temas de retencion infantil junto con dummies pediatricos en los asientos traseros devehıculos durante impactos de vehıculo completo. Estudios recientes comparando elcomportamiento de estos sistemas cuando estan montados en el sentido opuesto a lamarcha entre los ensayos realizados en la bancada prevista por la normativa y aque-llos realizados utilizando el asiento trasero de un vehıculo completo han encontradodiferencias entre las dos situaciones [11]. Aunque la muestra estudiada fue reduci-da y solo utilizaron sistemas de retencion infantil en el sentido opuesto a la marcha,los investigadores encontraron diferencias en el desplazamiento anterior del ocupan-te variaban entre un 1% y un 7% cuando se utilizaba simplemente el cinturon de trespuntos o el sistema LATCH (un sistema similar al ISOFIX), pero que estas diferenciasoscilaban entre un 22% y un 76% cuando el mismo sistema de retencion se utilizabaen un vehıculo. Debido al reducido tamano muestral, los autores no ofrecieron nin-guna conclusion definitiva pero sugirieron la necesidad de continuar observando lasdiferencias de sistemas de retencion infantil cuando son ensayados segun la norma-tiva vigente o en vehıculos comerciales.

Este proyecto supone un paso mas en esta direccion al comparar diversos ındicesbiomecanicos, ası como desplazamientos del dummy respecto del sistema de reten-cion infantil y del propio sistema de retencion infantil respecto de la bancada o delasiento del vehıculo, en el caso de sistemas montados en el sentido de la marcha.Para ello, y debido de nuevo al reducido tamano muestral del estudio, se ha elegidola situacion que se presenta como mas desfavorable a priori, que es un sistema de

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retencion infantil para grupos I-II-III en el que el ocupante esta retenido utilizando elcinturon de tres puntos. Para ello se han utilizado dos tamanos distintos de dummy: eldummy P3 y el dummy P6. El sistema de retencion escogido es un sistema disponibleen el mercado y que por tanto supera los requerimientos de la actual regulacion ECER44/04. En cuanto al vehıculo elegido, se trata de un modelo compacto de frecuenteuso en nuestro paıs.

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2. Metodologıa y desarrollo delproyecto

2.1. La norma ECE R44/04

En Europa, los fabricantes de asientos infantiles deben acudir a un laboratorioacreditado para demostrar que el dispositivo de retencion cumple con los requisitosestablecidos por el Reglamento 44, Version 04, elaborado por la Comision Economicapara Europa (organismo que depende de la Organizacion de las Naciones Unidas):el reglamento CEE R44/04 o ECE R44/04. El analisis de la seguridad de los asientosinfantiles que exige la normativa europea pasa por:

Prueba de choque frontal a 50 km/h. Para comprobar el nivel de proteccionque ofrece el asiento infantil, se instala en el mismo un maniquı o dummy querepresenta a un nino y que mide el desplazamiento de la cabeza y las acelera-ciones en el torax.

Prueba de alcance trasero a 30 km/h.

Diversas pruebas sobre la hebilla de cierre del asiento, para comprobar quepuede abrirse con facilidad despues de un accidente pero que, al mismo tiempo,no resulta demasiado facil de abrir por un nino.

Analisis del diseno del asiento, para garantizar que no haya bordes cortantes,o piezas rıgidas sin proteccion.

Estudio del cinturon o arnes del asiento, para comprobar que puede ajustar-se con seguridad a la complexion de ninos de diferentes estaturas y pesos.

Otros requisitos como el comportamiento al fuego de los materiales, resisten-cia a la corrosion de las partes metalicas, toxicidad de diversos componentes,...

Los ultimos dıgitos de la norma ECE R44/04 (dıgitos “04”) indican que el asientoha sido homologado segun la cuarta version de la norma (en vigor desde junio de

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2005 y es de obligatorio cumplimiento para los asientos fabricados a partir de juniode 2008). Originalmente, la normativa ECE R44 fue aprobada en el ano 1982 y desdeentonces ha sido revisada en tres ocasiones para mejorarla y adaptarla a los avancestecnicos. En Europa, desde la primavera de 2008, ya no se permite el uso de asientosaprobados segun las dos primeras versiones de la norma: ECE R44/01 y ECE R44/02.En Espana, en la actualidad, tampoco se permite ya la venta de asientos infantileshomologados segun la version de la norma ECE R44/03. La normativa ECE R44/04establece 5 tipos o grupos de asientos en funcion de la masa del bebe o del nino(la masa es un parametro importante: no es lo mismo retener y proteger durante unaccidente a un nino de 10 kg, que a otro de 22 kg). Los grupos de masa establecidospor la norma estan recogidos en la tabla 2.1.

Grupo segun masa Masa del nino

Grupo 0 < 10 kg

Grupo 0+ < 13 kg

Grupo I 9 - 18 kg

Grupo II 15 - 25 kg

Grupo III 22 - 36 kg

Tabla 2.1: Grupos de masa de los sistemas de retencion infantil.

A su vez se establecen los grupos de sistemas de fijacion ISOFIX, recogidos en latabla 2.2.

Grupo segun masa Categorıa de tallas Dispositivo

0 (hasta 10 kg) F ISO/L1

G ISO/L2

E ISO/R1

0+ (hasta 13 kg) C ISO/R3

D ISO/R2

E ISO/R1

I (9 a 18 kg) F ISO/F3

B ISO/F2

B1 ISO/F2X

C ISO/R3

D ISO/R2

Tabla 2.2: Grupos de SRI y de sistemas ISOFIX.

Los asientos infantiles, dependiendo de si pueden ser instalados en todos, la ma-yorıa, o solo algunos modelos de automoviles, se clasifican del siguiente modo:

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Universal

Restringido

Semi-universal

Vehıculo especıfico

Los asientos infantiles homologados segun la normativa ECE R44 deben mostraren un lugar visible la “etiqueta de homologacion”, que es la garantıa de que el pro-ducto ha superado las pruebas exigidas. El contenido de esta etiqueta se explica enla Figura 2.1.

Figura 2.1: Etiqueta de homologacion segun reglamento 44.

2.2. Equipamiento e instrumentacion utilizados en el pro-yecto

2.2.1. Simulador de choque

Un simulador de impacto es un sistema para la simulacion de choques de vehıcu-los, o sus componentes, por impacto directo de una plataforma movil contra un siste-ma de deceleracion ajustable. Mediante este sistema es posible realizar actividadesde I+D relacionadas con el diseno y evaluacion de sistemas de retencion infantil, cintu-rones de seguridad o asientos de autobuses. Ademas, el equipo puede ser adaptado

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para trabajar en otras lıneas de investigacion, tal y como puede ser la biomecanicadel impacto.

Algunas caracterısticas relevantes del sistema son:

Sistemas de frenado: Tubos de poliuretano o tubos colapsables.

Capacidad util: 460 kg (ampliable a 900 kg).

Velocidad operativa: 14 m/s (50,4 km/h) ampliable a 18,06 m/s (65km/h).

Precision en velocidad final: Mejor que el 1 %.

Figura 2.2: Vista del simulador de impacto con la bancada de la normativa ECE R44 montada.

2.2.2. Dispositivos antropomorficos de ensayo (dummies)

A mediados de los anos 70, el grupo de expertos de Naciones Unidas en materiade seguridad pasiva comenzo a trabajar en los requerimientos que deberıan aplicarsea los sistemas de retencion infantil. Este trabajo resulto en lo que hoy es el Reglamen-to ECE-44 (Uniform provisions concerning the approval of restraining devices for childoccupants of power driven vehicles) que entro en vigor en 1982.

Un grupo de trabajo creado ad-hoc fue el encargado de desarrollar una serie dedummies infantiles para este reglamento. Originalmente, el reglamento describıa cua-tro dummies infantiles: P3

4 (9 meses), P3 (3 anos), P6 (6 anos) y P10 (10 anos). En

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1988 se anadio a la lista un quinto dummy, el P0, que representaba a un bebe reciennacido.

Las mejoras en el desarrollo de sistemas de retencion infantil y un mejor cono-cimiento sobre la proteccion de ocupantes llevo en 1995 a anadir el grupo “0+” alreglamento ECE-44. Este grupo afecta a ninos de masa inferior a 13 kg, que puedanser sujetos mediante un sistema convencional de arneses a un asiento que se montaen sentido contrario al de marcha del vehıculo, tanto en el asiento delantero comoen plazas traseras. Para la evaluacion de este tipo de sistema de retencion infantil sedesarrollo un dummy de 18 meses de edad, el P11

2 .

Dummy Edad que representa Masa nominal (kg)

P0 Recien nacido 3,4

P34 9 meses 9

P112 18 meses 11

P3 3 anos 15

P6 6 anos 22

P10 10 anos 32

Tabla 2.3: Edades representadas y masas de los dummies infantiles.

En el caso del presente proyecto se utilizaron los dummies P3 y P6.

2.2.3. Sistemas de retencion infantil

Se decidio utilizar un sistema de retencion universal y valido para los grupos I,IIy III. Ademas, con el fin de estudiar las circunstancias que a priori se entendieroncomo mas desfavorables, se escogio un sistema sin ISOFIX. Debido a la utilizacionde sistemas de captura de movimiento, y a la necesidad de disponer del mayor accesovisual posible al ocupante, se decidio utilizar un sistema que tuviera laterales lo masabierto posibles con el fin de facilitar la vision de las camaras.

El modelo de sistema de retencion infantil escogido fue la silla DS7, disenada pa-ra ser utilizada con ocupantes entre 9 y 36 kg (aproximadamente entre 1 y 12 anos).Este sistema puede ser utilizado con arnes o con el cinturon de 3 puntos. Como se hamencionado anteriormente, para el caso de este proyecto piloto se decidio no utilizarel arnes de 5 puntos y usar siempre el sistema de retencion del vehıculo/bancada(cinturon de tres puntos) para retener al ocupante y fijar el sistema de retencion in-fantil al vehıculo. Las propiedades mecanicas del cinturon utilizado en la bancada seencuentran recogidas en el anexo A. En cuanto al cinturon utilizado en las pruebasrealizadas con el vehıculo, se utilizaron sistemas comerciales con retractor que el

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vehıculo llevaba como equipamiento de serie (sin limitador de fuerza ni pretension).

La figura 2.3 muestra una foto del sistema de retencion infantil escogido, ası comouna imagen sobre la ruta de la banda toracica del cinturon sobre el torso del ocupantey sobre como la silla guıa esta banda.

Figura 2.3: Sistema de retencion infantil utilizado en los experimentos y detalle de la ruta delcinturon de tres puntos sobre el hombro del ocupante

Tanto el cinturon de seguridad como el sistema de retencion infantil se reempla-zaron despues de cada ensayo para asegurar la repetitividad de los resultados.

2.2.4. Sistema de captura de movimiento VICON

Como novedad de este proyecto de investigacion se utilizo un sistema de capturade movimiento en tres dimensiones VICON. El sistema consistio en un conjunto denueve camaras modelo T20S con capacidad de adquirir imagenes con una resolucionde 1 Megapixel a una frecuencia de 1000 imagenes por segundo. Estas camaras soncapaces de captar el movimiento de marcadores retroreflectantes durante la dece-leracion. Para lograr la reconstruccion del movimiento de un determinado marcadoren el espacio, al menos 2 camaras deben de estar viendo el marcador en el mismoinstante de tiempo.

Para poder realizar la reconstruccion del movimiento del ocupante en el espacio,es necesario definir un volumen tridimensional de captura y calibrar el sistema decamaras. Para ello se definio un espacio que coincidıa con la zona de deceleraciondel sled y se fijaron marcadores en varias regiones anatomicas de interes en losdummies, ası como en la estructura del sistema de retencion infantil y en la bancadao vehıculo.

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A continuacion se detallan las posiciones de los marcadores utilizados en el dummy:

Tres marcadores en la cabeza (aspectos laterales y superior).

Hombros bilateral.

Escotadura yugular del esternon.

Dos marcadores adicionales en el torax.

Codos bilateral.

Munecas bilateral.

Aspecto lateral del muslo bilateral.

Rodilla bilateral.

Tobillos bilateral.

Ademas de estas regiones anatomicas, tambien se instalaron marcadores en lassiguientes localizaciones:

Seis marcadores en el sistema de retencion infantil (dos para definir la parteanterior del asiento, dos en la articulacion entre el asiento y el respaldo y otrosdos en la zona superior del respaldo del sistema de retencion infantil).

Seis marcadores en el asiento de la bancada de la regulacion ECE R44 o enel asiento del vehıculo (dos definiendo la zona anterior del asiento, dos en laarticulacion entre el asiento y el respaldo y otros dos en la zona superior delrespaldo).

Tres marcadores en la banda toracica del cinturon de seguridad.

Un marcador en el renvıo del cinturon.

Cuatro marcadores en la base del sled o en la estructura del vehıculo.

Este conjunto de marcadores permitio medir el desplazamiento de las diversasregiones anatomicas del dummy, ası como los desplazamientos relativos del dummycon respecto del sistema de retencion infantil y del sistema de retencion infantil conrespecto a la bancada o el vehıculo durante el impacto. La figura 2.4 muestra la posi-cion de estos marcadores en uno de los ensayos en los que se utilizo la bancada dela regulacion ECE R44.

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Figura 2.4: Posicion de los marcadores retro-reflectantes sobre el ocupante, el sistema deretencion y la bancada.

2.2.5. Instrumentacion de los dummies y equipos de apoyo

En este estudio se utilizaron los dummies P3 y P6. Cada dummy se instrumento conun conjunto de tres acelerometros orientados perpendicularmente entre sı y situadosen el centro de gravedad de la cabeza y en el torax. Estos acelerometros permitenmedir la aceleracion localmente en las tres direcciones del espacio. Se anadierontambien tres sensores para medir la velocidad de rotacion de la cabeza del dummyen las tres direcciones del espacio.

Ademas, la aceleracion del sled durante el ensayo se midio por medio de otroacelerometro unido rıgidamente a la plataforma. Todas las senales fueron adquiridaspor un sistema de adquisicion de datos a una frecuencia de 10000 Hz y filtradoscon filtos pasa-baja de clase CFC-180 en caso de las aceleraciones medidas en eldummy y CFC-600 para los sensores de velocidad angular. La aceleracion del sled sefiltro utilizando un filtro pasa-baja CFC-60 como recomienda la normativa ECE R44 yla regulacion SAE J211 [12].

Cada uno de los ensayos fue grabado con una camara de alta velocidad a unafrecuencia de 1000 Hz. El analisis de los vıdeos de alta velocidad permitio obtenerla distancia horizontal recorrida por la cabeza ası como la distancia de frenado deltrineo.

El proceso de los datos se realizo con software de programacion propia y conMATLAB c©.

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Figura 2.5: Cubo de medicion de la aceleracion y velocidad de rotacion angular del centrode gravedad de la cabeza (izquierda). Sistema de coordenadas elegido para las medidas deaceleracion y velocidad de rotacion de la cabeza, elegido segun las recomendaciones de lanorma SAEJ211 [12]

2.2.6. Variables objeto de analisis

Para la evaluacion del comportamiento del sistema headpod en la prevencion desituaciones fuera de posicion, se realizo una comparacion entre los resultados medi-dos con los dummies P3 y P6 en un impacto frontal realizado conforme a la regulacionR44 de las siguientes magnitudes fısicas:

Comparacion cualitativa del maximo desplazamiento de la cabeza

Evolucion temporal de la aceleracion del centro de gravedad de la cabeza deldummy en los ejes locales x,y,z.

Evolucion temporal de la aceleracion resultante del centro de gravedad de lacabeza del dummy.

Evolucion temporal de la velocidad de rotacion de la cabeza del dummy en losejes locales x,y,z.

Evolucion temporal de la aceleracion vertical del torax del dummy (eje local z).

Evolucion temporal de la aceleracion resultante del torax.

Evolucion temporal de la tension de la banda toracica del cinturon de seguridad.

Los valores de desplazamiento de la cabeza y de aceleracion toracica estan in-cluidos entre las magnitudes propuestas por el reglamento R44 para la homologacionde los sistemas de retencion infantil. Los valores de la aceleracion de la cabeza se

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consideraron necesarios de obtener para este estudio debido a la potencial influenciadel sistema headpod en la cinematica de la cabeza del dummy.

2.3. Ensayos realizados

La tabla 2.4 presenta los ensayos realizados en este proyecto, indicando el tipo dedummy utilizado, el sistema de retencion especıfico, el tipo de sujeccion del sistemade retencion infantil al asiento del vehıculo y si se utilizo headpod o no.

No Ref. Bancada utilizada Dummy Modelo SRI

1 905 ECE R44 P6 DS7

2 906 ECE R44 P6 DS7

3 907 ECE R44 P6 DS7

4 908 ECE R44 P3 DS7

5 909 ECE R44 P3 DS7

6 910 ECE R44 P3 DS7

7 911 Asiento trasero vehıculo compacto P3 DS7






Tabla 2.4: Ensayos realizados.

2.4. Preparacion de ensayos: colocacion de los sistemasde retencion y de los dummies y colocacion del cin-turon o arnes

Para asegurar una correcta posicionde los dummies en el sistema de retencion,se realizaron medidas antes de cada ensayo de la posicion del sistema utilizado conrespecto al asiento de la bancada de ensayo, ası como de la inclinacion del torsoy de la cabeza del dummy y de la posicion del cinturon de seguridad con respecto areferencias anatomicas del dummy. El sistema de retencion infantil se coloco centradoen el asiento de la bancada de ensayo y se siguieron las instrucciones especıficas delfabricante para su correcta instalacion.

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La pelvis del dummy se situo de forma que estuviera en contacto con el respaldodel sistema de retencion infantil. La espalda del dummy se coloco de tal forma queestuviera en contacto con el respaldo del sistema de retencion. Por tanto, el angulodel torso del dummy viene determinado por el angulo del respaldo del sistema. Lacabeza del dummy se situo en posicion neutra formando un angulo lo mas cercano ala horizontal posible (0 grados).

Los formularios desarrollados para tomar estas medidas se encuentran incorpora-dos en los anexos de esta memoria.

No Ref. A (mm) B (mm) C (mm)

1 905 110 260 225

2 906 110 230 250

3 907 110 240 240

4 908 110 235 245

5 909 110 240 240

6 910 110 240 240

7 911 70 45 70

8 912 65 50 70

9 913 65 49 72

10 914 63 45 72

11 915 65 50 68

12 916 65 45 70

Tabla 2.5: Posicion del sistema de retencion infantil en el asiento de la bancada de ensayo(ver anexo).

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No Ref. Angulo cabeza (grados) Angulo torso (grados)

1 905 0.0 58.3

2 906 1.2 57.9

3 907 0.5 59.5

4 908 1.0 61.0

5 909 2.0 59.6

6 910 2.4 60.0

7 911 0.9 58.9

8 912 0.5 60.0

9 913 2.0 61.6

10 914 2.0 59.0

11 915 1.0 57.7

12 916 2.0 57.0

Tabla 2.6: Posicion del dummy en el sistema de retencion (ver anexo).

No Ref. D (mm) E (mm) F (mm) G (mm)

1 905 25 105 14 68

2 906 20 100 10 75

3 907 16 106 10 75

4 908 0 78 0 58

5 909 0 85 0 56

6 910 0 75 0 57

7 911 0 90 0 51

8 912 0 98 0 52

9 913 0 89 0 55

10 914 10 98 5 58

11 915 12 102 8 60

12 916 12 98 6 64

Tabla 2.7: Posicion del cinturon de seguridad sobre el torso del dummy (ver anexo).

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3. Resultados y discusion de losmismos

3.1. Deceleracion en el simulador de choque

En la tabla 3.1 se muestran las velocidades de impacto en los distintos ensayos(expresadas en km/h) ası como las distancias de frenado del trineo (expresada enmm). En esta misma tabla, las dos ultimas filas de valores muestran, respectivamente,la media de resultados y su desviacion estandar.

Se puede comprobar que la utilizacion de la bancada prevista en la norma o delvehıculo compacto no modifico las condiciones de ensayo, y que los valores de velo-cidad de impacto y de distancia de frenada (considerando las desviaciones estandar)son totalmente equivalentes.

A continuacion de esta tabla, se muestra —en forma de grafica— la evolucion tem-poral de la aceleracion del trineo en cada uno de los distintos ensayos. Las curvas dedeceleracion obtenidas en estos ensayos cumplieron con las especificaciones reque-ridas por la regulacion R44 (se muestra el corredor de deceleracion especificado en lanorma). De nuevo, no se observo ninguna diferencia significativa entre la aceleracionde los ensayos en funcion del tipo de asiento utilizado.

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No Ref. Velocidad de impacto (km/h) Distancia de frenado (mm)

1 905 48.59 563

2 906 48.64 546

3 907 48.57 562

4 908 48.22 560

5 909 48.31 580

6 910 48.34 579

7 911 48.32 563

8 912 48.28 531

9 913 48.22 551

10 914 48.35 542

11 915 48.50 529

12 916 48.52 527

Bancada ECE R44 Media: 48.45 Media: 565

Desviacion: 0.17 Desviacion: 12.81

Asiento trasero Media: 48.34 Media: 540.5


Todos Media: 48.41 Media: 552.75


Tabla 3.1: Velocidades de impacto y distancia de frenado de los ensayos realizados.

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3.1.1. Comparacion para los ensayos con el dummy P3

Figura 3.1: Comparacion de la deceleracion del sled con el dummy P3 entre la bancada de laregulacion ECE R44 y el asiento trasero de un vehıculo real

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Figura 3.2: Comparacion de la deceleracion del sled con el dummy P6 entre la bancada de laregulacion ECE R44 y el asiento trasero de un vehıculo real

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3.2. Comparacion cualitativa del maximo desplazamiento decabeza


Figura 3.3: Comparacion del maximo desplazamiento de la cabeza del dummy P3 entre labancada de la regulacion ECE R44 y el asiento trasero de un vehıculo real

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Figura 3.4: Comparacion del maximo desplazamiento de la cabeza del dummy P6 entre labancada de la regulacion ECE R44 y el asiento trasero de un vehıculo real

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Debido a su importancia en la prevencion de impactos contra las superficies in-teriores del vehıculo, el desplazamiento horizontal de la cabeza es uno de los prin-cipales parametros a controlar. El analisis de los datos procedentes del sistema decaptura de movimiento en 3D permitira cuantificar el movimiento de la cabeza y deltorax durante el impacto. Este analisis no solo evaluara los desplazamientos, si notambien la rotacion en las tres direcciones del espacio.

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3.3. Evolucion temporal de la aceleracion del centro de gra-vedad de la cabeza del dummy en los ejes locales x,y,z.

3.3.1. Dummy P3

Figura 3.5: Aceleracion del centro de gravedad de la cabeza del dummy P3. Comparacionentre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.3.2. Dummy P6

Figura 3.6: Aceleracion del centro de gravedad de la cabeza del dummy P6. Comparacionentre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.4. Evolucion temporal de la aceleracion resultante del cen-tro de gravedad de la cabeza del dummy.

3.4.1. Dummy P3

Figura 3.7: Aceleracion resultante del centro de gravedad de la cabeza del dummy P3. Com-paracion entre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.4.2. Dummy P6

Figura 3.8: Aceleracion resultante del centro de gravedad de la cabeza del dummy P6. Com-paracion entre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.5. Evolucion temporal de la velocidad de rotacion de lacabeza del dummy en los ejes locales x,y,z.

3.5.1. Dummy P3

Figura 3.9: Velocidad de rotacion de la cabeza del dummy P3. Comparacion entre bancadaECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.5.2. Dummy P6

Figura 3.10: Velocidad de rotacion de la cabeza del dummy P6. Comparacion entre bancadaECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.6. Evolucion temporal de la aceleracion vertical del toraxdel dummy (eje local z).

3.6.1. Dummy P3

Figura 3.11: Aceleracion vertical del torax de la cabeza del dummy P3. Comparacion entrebancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.6.2. Dummy P6

Figura 3.12: Aceleracion vertical del torax del dummy P6. Comparacion entre bancada ECER44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.7. Evolucion temporal de la aceleracion resultante del torax.

3.7.1. Dummy P3

Figura 3.13: Aceleracion resultante del torax del dummy P3. Comparacion entre bancadaECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.7.2. Dummy P6

Figura 3.14: Aceleracion resultante del torax del dummy P6. Comparacion entre bancadaECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.8. Evolucion temporal de la tension de la banda toracicadel cinturon de seguridad.

3.8.1. Dummy P3

Figura 3.15: Fuerza (tension) en la banda toracica del cinturon en el dummy P3. Comparacionentre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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3.8.2. Dummy P6

Figura 3.16: Fuerza (tension) en la banda toracica del cinturon en el dummy P6. Comparacionentre bancada ECE R44 (izquierda) y asiento de vehıculo (derecha).

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4. Conclusiones y lıneas futurasde trabajo

Algunas de las conclusiones que se pueden extraer de los ensayos realizados son:

Independientemente del tipo de asiento utilizado, la deceleracion a la que sesometio al sistema de retencion infantil y al ocupante fue similar en todos losensayos realizados. Es decir, los perfiles temporales de deceleracion obtenidosen el trineo fueron similares.

Las distancias maximas recorridas por la cabeza del dummy variaron al compa-rar entre los ensayos realizados en la bancada propuesta por la regulacion ECER44 y los realizados utilizando un asiento de un vehıculo comercial. El cambioen la distancia recorrida se debe a un cambio en la naturaleza del movimien-to del dummy. El analisis ulterior de la informacion obtenida por el sistema decaptacion de movimiento tridimensional permitira cuantificar estos cambios.

Se encontraron diferencias estadısticamente significativas entre la tension de labanda torarica del cinturon utilizado, independientemente del tipo de ocupante.Cuando los ensayos se realizan en la bancada de la regulacion, la fuerza queejerce el cinturon sobre el torso del ocupante es mayor que cuando el sistemade retencion infantil se monta directamente sobre el asiento de un vehıculo.

Tambien se encontraron diferencias significativas en la aceleracion vertical deltorso del dummy. Los valores medidos cuando el sistema estaba montado en labancada de la regulacion fueron menores que cuando se utilizo el asiento de unvehıculo real.

No se observan diferencias relevantes en los perfiles de aceleracion obtenidosen la cabeza del dummy.

En cuanto a futuras actuaciones, se hace necesario el analisis detallado de la ci-nematica del dummy y del sistema de retencion infantil con respecto de la bancadao asiento del vehıculo. Este analisis permitira confirmar si las diferencias observadas

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en el movimiento del torso del ocupante pueden explicar la sobreexposicion de losocupantes pediatricos a lesiones craneoencefalicas incluso cuando utilizan correcta-mente el sistema de retencion infantil. Estos analisis se recogeran en la publicacionasociada a este proyecto de investigacion. El resumen enviado al congreso IRCOBIesta incluido en el anexo

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Agradecimientos

Este proyecto de investigacion ha sido parcialmente financiado por la DireccionGeneral de Trafico, con numero de expediente 0100DGT23308.

El equipo investigador quiere agradecer la colaboracion de la empresa BabyautoS.A., que nos permitio la utilizacion de sus dummies para la realizacion de este estudioy proporciono sistemas de retencion a ensayar. Ademas tambien agradecemos laasistencia tecnica de las empresas Advanced Medical System y VTI necesaria parala correcta ejecucion de los ensayos.

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Nota

Un resumen de los resultados del presente proyecto de investigacion ha sido en-viado al congreso internacional IRCOBI (International Research Council for the Bio-mechanics of Impact), que tendra lugar en Berlın (Alemania) en Septiembre de 2014.La notificacion de la aceptacion o rechazo de la comunicacion se producira el 10 deFebrero de 2014. De ser aceptada, la publicacion final ha de estar lista el 1 de Abrilde 2014.

Las comunicaciones publicadas en IRCOBI estan indexadas en SCOPUS y Engi-neering Index / Compendex.

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5. Referencias

[1] Osvalder A-L., Hansson I., Stockman I., Carlsson A., Bohman K., and JakobsonL. Older children’s sitting postures, behaviour and comfort experience during ride- a comparison between an integrated booster cushion and a high-back booster.In IRCOBI, editor, IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact.

[2] N. Adekoya, D. J. Thurman, D. D. White, and K. W. Webb. Surveillance for trauma-tic brain injury deaths–united states, 1989-1998. MMWR.Surveillance summaries: Morbidity and mortality weekly report.Surveillance summaries / CDC, 51(10):1–14, Dec 6 2002.

[3] K.B. Arbogast, R.A. Cornejo, M.J. Kallan, F.K. Winston, and D.R. Durbin. Injuriesto children in forward facing child restraints. Annual Proceedings of the Associa-tion for the Advancement of Automotive Medicine, 46:213–230, 2002.

[4] K.B. Arbogast, S. Wozniak, C.M. Locey, M.R. Maltese, and M.R. Zonfrillo. Headimpact contact points for restrained child occupants. Traffic Injury Prevention,13:172–81, 2012.

[5] K. Bohman, K.B. Arbogast, and O. Bostrom. Head injury causation scenarios forbelted, rear-seated children in frontal impacts. Traffic Injury Prevention, 12:62–70,2012.

[6] Lopez-Valdes FJ, Forman JL, Ash JH, Kent R, Alba JJ, and Segui-Gomez M.Assessment of a head support system to prevent pediatric out-of-position. AnnuProc Assoc Adv Automot Med, 2013. In press.

[7] Stockman I, Bohman K, Jakobsson L, and Brolin K. Kinematics of child volunteersand child anthropomorphic test devices during emergency braking events in realcar environment. 14:92–102.

[8] Forman JL, Segui-Gomez M, Ash JH, and Lopez-Valdes FJ. Child posture andshoulder belt fit during extended night-time traveling: an in-transit observationalstudy. Annals of advances in automotive medicine, 55:3–14, 2011.

[9] FJ Lopez-Valdes, M Fernandez-Bolanos Martin, A Alvarez Ruiz-Larrinaga, andM Segui-Gomez. Reduction in the exposure to being out-of-position among caroccupants who used a sleeping device. Injury Prevention, 18(3), JUN 2012.

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[10] F.J. Lopez-Valdes, J. Forman, R. Kent, O. Bostrom, and M. Segui-Gomez. Acomparison between a child-size pmhs and the hybrid iii 6 yo in a sled frontalimpact. Annu Proc Assoc Adv Automot Med, 53:237–246, Oct 2009.

[11] Tylko S, Locey CM, Garcia-Espana JF, Arbogast KB, and Maltese MR. Compa-rative performance of rear facing child restraint systems on the cmvss 213 benchand vehicle seats. Annals of advances in automotive medicine, 57, 2013.

[12] SAE. Instrumentation for impact test- part 1- electronic instrumentation.

[13] M. D. Thompson and Jr Irby, J. W. Recovery from mild head injury in pediatricpopulations. Seminars in pediatric neurology, 10(2):130–139, Jun 2003.

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Anexos

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Anexo A. Caracterısticasmecanicas del cinturonutilizado en la bancadaECE R44

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Anexo B. Formulario de posiciondel dummy y delsistema de retencion

En la pagina siguiente se recoge el formulario utilizado para registrar la posiciondel sistema de retencion y del dummy y asegurar la repetibilidad de los ensayos.

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ENSAYO SLED CHECKLIST. PROYECTO: DGT 2013- Comparación ECE R44 vs vehículo

12/15/2013

FORMULARIO DE POSICIÓN Test:

Posición sillita en la bancada

A (mm) B (mm) C (mm)

Posición dummy en sillita

Head angle (deg) Torso angle (deg)

Observaciones

Posición cinturón seguridad

Vertical Horizontal

D (mm) E (mm) F (mm) G (mm)

Observaciones

Figura B.1: Formulario utilizado para registrar la posicion del sistema de retencion y deldummy y asegurar la repetitividad de los ensayos.

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Anexo C. Estados pre-ensayo ypost-ensayo

En las paginas siguientes se recogen las fotografıas de los dummies en cuatroposiciones: lateral izquierdo y derecho, frontal y oblicuo. Se presentan las fotografıascorrespondientes a antes del impacto y a la posicion final tras el impacto.

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C.1. Ensayo 905

C.1.1. Fotografıas anteriores al impacto

Figura C.1: Ensayo 905. Vistas lateral, oblicua y frontal antes de ensayo.

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C.1.2. Fotografıas posteriores al impacto

Figura C.2: Ensayo 905. Vistas lateral, oblicua y frontal despues de ensayo.

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C.2. Ensayo 906



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C.3. Ensayo 907



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C.4. Ensayo 908



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C.5. Ensayo 909



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C.6. Ensayo 910



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C.7. Ensayo 911



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C.8. Ensayo 912



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C.9. Ensayo 913



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C.10. Ensayo 914



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C.11. Ensayo 915



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C.12. Ensayo 916



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Anexo D. Resumen enviado alcongreso IRCOBI parasu presentacion en laConferencia IRCOBI2014

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Template IRCOBI paper abstracts 2014 ABSTRACT TITLE:

A comparison of the performance of child restraint systems on the ECE R44 bench

and vehicle seats.

AUTHOR (for correspondence) Name: Francisco J. Lopez-Valdes Affiliation: TESSA, University of Zaragoza (Spain) E-Mail: [email protected]

CO-AUTHORS

Oscar Juste (University of Zaragoza), Juan J. Alba (University of Zaragoza)

Abstract (max. 500 words)

Contemporary research has pointed out the differences observed in the kinematics of

pediatric dummies and rear-facing child restraint systems between the regulatory bench

used in FMVSS and CMVSS 213 regulations and real vehicle seats. The objective of this

paper is to compare the performance of forward-facing child restraint systems between the

ECE R44 bench and a seat vehicle. A child restraint system (no fitted with ISOFIX) certified

under ECE R44 was mounted on the regulatory bench and on a vehicle seat. Two different

dummy sizes (P3 and P6) were exposed to the regulatory deceleration pulse (trapezoidal in

shape, with a plateau around 25 g over 50 ms) in a deceleration sled. Three repeats per

dummy and mounting seat were done, resulting in a total of 12 tests. Child restraint systems,

seatbelts and vehicle seats were replaced after each test. Dummys were instrumented with

three-axial accelerometers on the head center of gravity and thorax. Three-axial angular rate

sensors were added to the head mount. Occupants were restrained using a three point

seatbelt, according to the recommendations of the restraint manufacturer. The tension of the

shoulder portion of the belt was measured during the impact. Sensor data were recorded at

10000 Hz. In addition, the kinematics of the head, torso, pelvis and several other landmarks

of the dummy were measured using a 3D motion capture system consisting of nine cameras

recording the position of reflective markers in space at 1000 Hz. There were statistically

significant differences (p<0.01) of the shoulder belt peak forces depending on the seat on

which the child restraint system was mounted, regardless of the size of the dummy

(6448±741 N vs 5093±879 N). The peak vertical torso acceleration of both dummies were

significantly lower when the child restraint system was mounted on the regulatory test bench

(P3: 28.2±1.4 g vs. 35.9±1.6 g; P6: -5.3±0.7 g vs. -9±0.9 g). These differences influenced

the kinematics of the head and torso of the occupants, resulting into an increased head

forward excursion and head rotation. The paper discusses the change in the kinematics of

the occupant at the light of the relative motion of the child restraint system with respect to

either the bench or the vehicle seat. Although only one type of child restraint system was

used, the results observed in the test contribute to understand the field overexposition to

head injuries of pediatric occupants even when the appropriate child restraint system was in

use.

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Estudio piloto de evaluacion´ del comportamiento de ... · Comparacion cualitativa del m´ aximo...

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