Simulação e análise de lesões na cabeça e pescoço do condutor em uma colisão frontal ao dirigir com apenas uma das mãos

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo e simulação de testes de colisão para avaliar a resposta do condutor em colisão frontal em cinco condições distintas em termos de posição das mãos quando se está dirigindo, focado na resposta da cabeça e do pescoço. A colisão frontal é o tipo de acidente mais comum, e de maior importância com respeito a mortes e lesões provocados nos ocupantes. Os fatores de riscos mais importantes estão associados, de acordo com todas as investigações, ao fator humano, em segundo lugar as condições da estrada seguido do estado do veículo. Considerando estas afirmações a conduta do condutor é o maior potencial de perigo nas estradas, ainda mais quando esta distraído respondendo mensagens no celular, comendo, bebendo o fumando ou até procurando objetos no compartimento do veículo, deixando o controle do veículo para apenas uma de suas mãos. Assim, as simulações computacionais tem aumentado a sua importância com o objetivo de reduzir a incidência de lesões graves e mortes. Na primeira parte do trabalho presentado, se fez um estudo a profundidade da base de dados de testes de colisão da NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration). Neste estudo se pesquisou resultados de testes de colisão frontal de 45 veículos a uma velocidade de colisão de 56 km/h, com o objetivo de compreender as tendências gerais observadas para este tipo de teste respeito as respostas do condutor ao impacto. Foi criado um conjunto de curvas das respostas dos testes de aceleração da cabeça, força em X, força em Z e torque em Y para o pescoço, juntamente com o valor da média e determinando um desvio padrão de 1 acima e abaixo da média. Os resultados dão uma ideia da dispersão e comportamento presente nas respostas da aceleração e forças em uma colisão frontal. Após da pesquisa da base de dados da NHTSA, foram desenvolvidos dois modelos do teste de impacto frontal da NHTSA no software MADYMO. Estes modelos sedan comparáveis em suas massas, mais diferem em sua parte interior na posição inicial do condutor, incluem um modelo Venza (modelo 1) e um modelo Accord (modelo 2), com os modelos de condutor representado por um dummy Hybrid III 50 th. A validação destes modelos foi verificada primeiramente comparando os resultados simulados da aceleração resultante da cabeça, força em X, força em Z e torque em Y com os intervalos desenvolvidos dos testes de colisão frontal. Como segunda validação os modelos foram submetidos a uma série de simulações para ter certeza que as funções do veículo funcionam como seus equivalentes, testes reais de colisão frontal da NHTSA. Para os dois modelos são analisados os critérios de lesão para a cabeça e para o pescoço, além de apresentar um estudo cinemático do impacto para os quatro casos de condução com uma das mãos para o modelo 1. Com o objetivo de estabelecer um nível crítico de dano, foram comparados os valores obtidos com dados fornecidos por estudos de golpes na cabeça por parte de boxeadores profissionais. Deduziu-se desta comparação que as lesões sofridas na colisão frontal do veículo num condutor que dirige somente com uma das mãos supera amplamente os níveis de lesões alcançados no estudo de impacto por boxeadores em todas suas variáveis. Os resultados demostraram também que o critério de dano HIC, de forma isolada, não fornece informação relevante sobre o dano real que pode-se apresentar durante uma colisão. Em geral, os dois modelos escolhidos tem comportamentos similares no que se refere à gravidade dos critérios de lesão estudados. Desta forma, independentemente do modelo do veículo, que conta com os sistemas de segurança, é a posição das mãos do condutor no momento de dirigir o que representa o maior fator de risco de morte numa colisão frontal.