Da "Are Vehicle Damage and Occupant Injury Always Proportional?" Un articolo di Steve Troyanovich, D.C., President McClean County Chiropractic Association Bloomington, Illinois

Introduzione

Perché è grande il pericolo di lesioni anche gravi per il conducente di un veicolo tamponato, quando soltanto una relativa piccola quantità di danni sono provocati al veicolo stesso ?

Questa domanda deriva da un'idea tanto comune quanto sbagliata, in quanto si crede che i danni al veicolo e le lesioni agli occupanti siano proporzionali. Per comprendere la realtà di questa complessa relazione, è necessario riassumere la meccanica della collisione, per spiegare come gli occupanti del veicolo tamponato, possono riportare lesioni anche in assenza di una larga quantità di danni al veicolo stesso.

Meccanismo della collisione
Un tamponamento classicamente coinvolge due veicoli, il primo o tamponato ed il secondo o tamponante. Il primo veicolo viaggia generalmente a bassissima velocità oppure è fermo, quando viene colpito nella parte posteriore dal secondo veicolo. A causa della forza ricevuta nell'impatto il primo veicolo viene spinto in avanti per alcuni metri. La quantità di forza applicata nella parte posteriore del veicolo, dipende da numerose variabili, in particolare dalla massa e dalla velocità del veicolo tamponante.

La quantità di accelerazione che il primo veicolo raggiunge come risultato della collisione, dipende dalla forza applicata dal veicolo tamponante, dalla massa od inerzia di quello tamponato e infine da fattori esterni che permetteranno al primo veicolo di spostarsi dopo l'urto più o meno facilmente. Nel movimento post urto del veicolo tamponato, incidono ad esempio le condizioni dell’asfalto, se i freni sono inseriti, se era completamente fermo od in movimento, ecc. La prima osservazione è che a parità di forza applicata, un veicolo che acquisisce una maggiore accelerazione, generalmente sosterrà una minore quantità di danni rispetto ad un altro che raggiunge un'accelerazione minore.

Accelerazione del primo veicolo
La facilità con cui il primo veicolo è accelerato può avere una diretta correlazione con la quantità di danni sostenuti. Infatti, se l’energia del veicolo tamponante è impiegata nello sforzo di accelerare il veicolo tamponato in avanti, quest'ultimo assorbe una minore quantità di energia. Di conseguenza saranno provocati danni minori alla sua struttura. La situazione inversa può anche essere vera, se il primo veicolo non è accelerato, l’energia ceduta dal veicolo tamponante nella collisione è conservata dal primo veicolo nelle deformazioni strutturali.

Le condizioni del piano viabile (ghiaccio, bagnato, asciutto), la composizione della strada (ghiaia molle, asfalto), se il conducente del primo veicolo ha i piedi appoggiati sul pedale del freno, la massa od inerzia del primo veicolo, sono tutti fattori che avranno effetto sulla quantità di accelerazione acquisita. Si intuisce, per esempio, che un'autovettura di medie dimensioni su strada ghiacciata e senza freni attivati, accelererà più facilmente quando viene colpita da dietro rispetto, rispetto ad una grande automobile su pavimento asciutto con i freni attivi.

Dimensione dell'accelerazione del veicolo tamponato
Diversi medici ed investigatori hanno studiato in dettaglio le collisioni a bassa velocità (1,2,3,4,5). Il tempo di contatto tra il veicolo tamponato ed il tamponante, varia in letteratura da 0,1 a 0,2 secondi. La maggioranza degli investigatori sono soliti quantificare l'accelerazione orizzontale raggiunta dall'autovettura tamponata, usando multipli della forza di gravità (G), così che possa essere correlata alle quotidiane esperienze. Per esempio, una forza doppia di quella di gravità (2 G) raddoppia il peso effettivo di un oggetto: il peso di un uomo di 70 Kg soggetto ad un’accelerazione di 2 G è pari a 140 Kg.

Severy (5) ha osservato che un tamponamento alla velocità di 8 mph (~13 Km/h) provoca nel veicolo tamponato un’accelerazione pari a due volte la forza di gravità (2 G), con un impatto che dura 0,2 secondi.
Panjabi and White (6) dicono che un tamponamento alla velocità di 10,8 mph (~17 Km/h) con una durata d'impatto di 0,1 secondi, provoca nel veicolo tamponato un’accelerazione 5 volte superiore a quella di gravità (5 G). Il significato che queste informazioni hanno per la nostra discussione è che una collisione a relativa bassa velocità, può risultare in una grande accelerazione applicata al primo veicolo.

Per riassumere: più facilmente il veicolo tamponato sarà accelerato, minore è la probabilità che esso possa sostenere danni; così, nelle stesse condizioni, una relativa bassa velocità può provocare una sensibile accelerazione del primo veicolo. Purtroppo, come dobbiamo osservare, la facilità con cui il primo veicolo viene accelerato, è nemica dei suoi occupanti.

Quando il primo veicolo è colpito nella parte posteriore ed è soggetto ad accelerazione, l'inerzia della testa degli occupanti resiste all'accelerazione e, pur rimanendo ferma, ruota all'indietro rapidamente rispetto al tronco. Questo movimento di iperestensione induce una contrazione dei muscoli del collo, che genera un rapido movimento di rotazione in avanti della testa e del collo, con un'accelerazione maggiore rispetto a quella acquisita dal veicolo stesso.

McKenzie (4) ha indicato  una relazione fra l'accelerazione acquisita dal veicolo tamponato e l'accelerazione che può essere acquisita dalla testa dei suoi occupanti. A causa della contrazione dovuta al riflesso muscolare, la testa ed il collo di un occupante il veicolo tamponato, possono raggiungere un'accelerazione due volte / due volte e mezzo maggiore rispetto a quella acquisita dal veicolo stesso.
Secondo Martinez (3) un tamponamento fra due veicoli di massa simile alla velocità di 8 mph (~ 13 Km/h), produce un'accelerazione di 2 G nel veicolo tamponato ed un'accelerazione di 5 G alla testa degli occupanti.
McNab (1) sostiene che un tamponamento alla velocità di 15 mph (~ 24 Km/h), produrrà nel veicolo tamponato un'accelerazione di 10 G, e, conseguentemente, la testa degli occupanti può essere soggetta ad un'accelerazione di 20-25 G.

Conclusioni
In conclusione, abbiamo visto che a parità di condizioni, un veicolo che raggiunge un'accelerazione maggiore a causa di un tamponamento, riporterà meno danni rispetto ad un altro che raggiunge un'accelerazione di minore intensità.
Inoltre, che nel caso in cui un veicolo è accelerato a causa di un tamponamento, la testa ed il collo degli occupanti acquisiscono un'accelerazione due volte / due volte e mezzo maggiore rispetto a quella raggiunta dal veicolo.
E' stato infine osservato che quei fattori che limitano o minimizzano i danni al veicolo tamponato, sono esattamente gli stessi fattori che provocano grandi danni ai suoi occupanti.

References

1. McNab, I. "Acceleration Extension Injuries of the Cervical Spine." The Spine, vol. II. Rothman, Richard, and Simeone 1975.

2. McNab, I. "Acceleration Injuries of the Cervical Spine." J. Bone Joint Surg. 1964; 46A:1797.

3. Martinez, J.; Garcia, D. "A Model for Whiplash." J. Biomech. 1968; 1:23.

4. McKenzie, J.; Williams, J. "The Dynamic Behavior of the Head and Cervical Spine During 'whiplash'." J. Biomech. 1971; 4:477.

5. Severy, D.; Mathewson, J.; Bechtol, C. "Controlled Automobile Related Engineering and Medical Phenomena." "Medical Aspects of Traffic Accidents. Proceedings of Montreal Conference, p. 52, 1955.

6. White, A.; Panjabi, M. Clinical Biomechanics of the Spine. Philadelphia: Lippincott 1978.

7. Bailey R. The Cervical Spine. Philadelphia: Lippincott 1983.

8. Cailliet R. Neck and Arm Pain. Philadelphia: F.A. Davis Co. 1977.

9. Turek S. Orthopaedics: Principles and Their Application. Philadelphia: Lippincott 1977.

10. Ommaya, A.; Hirsch, A. "Tolerances for Cerebral Concussion from Head Impact and Whiplash in Primates." J. Biomech. 1971; 4:13.

11. Steve Troyanovich, D.C., President McClean County Chiropractic Association Bloomington, Illinois