BIOCODYN
Modelización e interpretación de las deformaciones de blancos homogéneos y heterogéneos bajo el efecto de impactos localizados: interpretación biomecánica del ensayo de cono de hundimiento dinámico
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La técnica del cono dinámico sobre un bloque de gel sintético parece ser actualmente uno de los métodos más prometedores para evaluar el riesgo de lesiones causadas por impactos localizados. Ello se debe a que permite medir directamente el proceso de deformación dinámica de un material de soporte cuyas características en cuanto a amplitud y velocidad de deformación y al tipo de ley de comportamiento (hiperelástica no lineal) se aproximan a las del tejido orgánico humano - y puede ajustarse mediante la formulación del gel para simular diversas regiones anatómicas o diferentes morfologías individuales.
La técnica del cono dinámico sobre un bloque de gel sintético parece ser actualmente uno de los métodos más prometedores para evaluar el riesgo de lesiones causadas por impactos localizados.
En los últimos 15 años se han evaluado o desarrollado otros modelos físicos para estudiar el riesgo de lesiones en este contexto (principalmente para los efectos traseros del chaleco antibalas), pero todos presentan graves inconvenientes. Los maniquíes desarrollados para la accidentología automovilística (tipo Hybrid III) no son válidos en el régimen de velocidad de deformación considerado. Los sistemas basados en membranas deformables (DSTL, Biokinetics) sólo son válidos para predecir contusiones pulmonares u otras lesiones intratorácicas en el régimen de energía y velocidad muy elevadas (disparos de francotiradores sobre chalecos de placas rígidas); además, la tecnología de membranas aún no está perfeccionada y no se han dominado los problemas de desgaste, repetibilidad y reproducibilidad. Los "torsos artificiales" formados por cajas torácicas artificiales y montajes más o menos complejos de órganos sintéticos (Kneubuehl, AUSMAN, JAYCOR, John Hopkins HSTM...) son representaciones cuya apariencia antropomórfica es engañosa porque su biofidelidad no se ha establecido y sigue siendo necesariamente limitada debido a los materiales utilizados; por otra parte, estos modelos plantean complejos problemas de instrumentación y, en consecuencia, la validez de las mediciones realizadas es generalmente cuestionable y su interpretación muy delicada debido a la complejidad de los sistemas.
La simulación numérica es un enfoque complementario a las pruebas sobre modelos físicos (o biológicos). Esta vía se ha explorado durante los últimos veinte años, durante los cuales se han desarrollado diversos modelos numéricos del cuerpo humano. Si bien algunos modelos han alcanzado ya un nivel de madurez aceptable para los impactos a baja velocidad (en particular para la cabeza), el caso de los impactos balísticos sigue encontrando grandes dificultades para determinar las leyes de comportamiento de los materiales orgánicos en grandes deformaciones a alta velocidad, y para gestionar la complejidad de los fenómenos que deben describirse en el cálculo numérico; además, estos desarrollos se validan muy raramente por comparación con modelos experimentales suficientemente caracterizados.
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A falta de un modelo de base fisiológica para interpretar la prueba del "cono dinámico", las especificaciones se basan actualmente en observables de primer nivel (derivados de criterios de lesión utilizados en particular en la accidentología automovilística) y en calibraciones obtenidas mediante pruebas en equipos conocidos (chalecos antibalas o proyectiles ALR), por lo que los resultados siguen siendo esencialmente comparativos.
La mejora de la interpretación de las pruebas requeriría una evolución hacia criterios basados en el análisis biomecánico, y específicos de los distintos tipos de lesiones posibles.
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CREL
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UTBM