Moto
Sicurezza, le protezioni sono importanti, ma...
Pubblicato 24/08/2007 15:32
Considerazioni sull'efficacia delle protezioni con il crescere della velocità d'impatto

L’uomo sin dai primordi si è reso conto della sua intrinseca fragilità ed ha cercato il modo di proteggersi, dapprima con pelli animali e cortecce, poi con mezzi sempre più sofisticati.

Ma per quanto faccia e farà il corpo umano è una macchina meravigliosa, incredibilmente leggera ed efficiente, ma strutturata per ben determinati impieghi e troppo fragile per altri.

L’essere umano è nato per camminare e occasionalmente correre, in ogni caso alla velocità che sviluppa, la scatola cranica e l’impalcatura ossea gli consentono la resistenza necessaria per sopravvivere ad eventuali inconvenienti.
L’evoluzione ci ha portato a saggiare la scatola cranica dei nostri simili con mezzi sempre più sofisticati, si è cominciato con un semplice bastone per finire ai proiettili con uranio impoverito.

E’ stata una continua rincorsa tra mezzi di offesa e mezzi di difesa, purtroppo i mezzi di difesa sono sempre soccombenti, perché in ogni caso ciò che difendono è fragile, e gli impatti si trasmettono inesorabilmente attraverso i materiali.

Detto questo introduciamo un concetto, senza scendere nei dettagli delle formule, che ci dice che un corpo in movimento ha una energia che si chiama cinetica, anzi più precisamente “l’energia cinetica è il lavoro che si può ottenere dall’arresto di un corpo in moto” (notare il doppio senso) e che questa energia aumenta rapidamente con il crescere della velocità.

Quindi è facile dedurre che l’effetto dell’urto dipende solo dalla velocità di impatto; e solo nel momento dell’impatto si produce l’effetto sotto forma di deformazione plastica, frattura, perforazione, rimbalzo e amenità simili.
Ossia se io peso 70 kg e mi appoggio su una porta trasmetto sulla stessa, ipoteticamente, una forza di 70 kg, se io arrivo correndo ed impatto contro la medesima porta questa forza non sarà più di 70 kg, ma sarà data dal prodotto della mia massa (70 kg) per la mia velocità elevata al quadrato il tutto diviso due (ecco perché l’ispettore Callaghan prende la rincorsa per sfondare una porta ed usa una 44 Magnum).

Questo concetto è sempre stato chiarissimo all’uomo, pur senza conoscerne la formula, tanto è vero che ha sempre impresso la maggior velocità possibile agli oggetti che dovevano spaccare la zucca del suo prossimo.

E veniamo a noi ed alle nostre protezioni, dal punto di vista della sicurezza possiamo definirle “quasi inutili”, non fraintendete, non perché effettivamente non servano, ma perché non riescono a proteggere il nostro corpo in caso di un vero e proprio impatto. (Comunque anche in questi casi fanno la differenza magari tra una frattura esposta e una non esposta.)

Vanno sempre indossate e assicurate bene al nostro corpo, ma non dobbiamo illuderci che ci mettano al riparo da qualsiasi evento; servono solo per limitare i danni, e sempre se la forza dell’impatto è contenuta entro certi limiti.

Un esempio per chiarire il concetto, sono in pista sulla mia moto, scivolo ad una certa velocità che imprime al mio corpo una certa forza, più propriamente energia cinetica.
A causa di questa energia io continuo a scivolare sull’asfalto, mano a mano la dissipo durante l’attrito con il terreno sotto forma di calore, se mi va bene continuo a scivolare fino a che non ho dissipato tutta l’energia e mi fermo, le protezioni in questo caso funzionano e mi hanno protetto evitandomi danni maggiori.

Stessa situazione, ma su strada, il mio corpo inizia a scivolare sull’asfalto, ma dopo pochi metri urta un marciapiede (o un altro ostacolo), la mia energia cinetica ancora non è stata dissipata, impatto il marciapiede con una forza che è data dal quadrato della velocità per il mio peso (sempre diviso due), è come se su di me si abbattesse un maglio di diverse tonnellate, a questo punto le protezioni risultano efficaci solo nella prima fase di scivolamento, al momento dell’impatto l’energia cinetica è talmente tanto elevata che non riescono ad evitarmi i gravissimi danni provocati dell’urto.

Quindi sempre protezioni indossate, ma attenzione perché bisogna in ogni caso usare prudenza, quando non ci sono “vie di fuga”, ma pali, guardrail, marciapiedi, muretti e ostacoli vari guardate il vostro contachilometri, moltiplicate la velocità per se stessa e poi per il peso della vostra moto con voi sopra e dividete tutto per 2, in questo modo saprete che botta che vi arriva se vi dovesse andare male.

Torniamo all’uomo che tenta di sfondare la porta, i suoi 70 kg, se con la rincorsa raggiunge la velocità di 10 km orari, diventano quasi 270 kg, immaginate cosa può succedere alla sua spalla se la porta non cede? La porta si trasforma in un ostacolo fisso e tutta l’energia dell’urto viene ceduta alla spalla in una frazione di secondo.
Ora provate a immaginare 70 kg spinti a 120 km/h; fanno la bellezza di 38.578 kg, adesso capite perché ho detto che le protezioni sono “quasi inutili”, l’unica vera protezione è il cervello, bisogna accenderlo quando si sale in moto; e poi ci vuole una buona dose di fattore Q, del quale è inutile disquisire, ma che qualche volta fa la differenza.

Vogliamo provare a fare un calcolo?
  • Motociclista 70 kg + moto 210 kg = 280 kg
     
  • Velocità 120 km/h = 33,33 m/s (metri al secondo) e qui divertitevi a pensare ai tempi di reazione in caso di frenata di emergenza.
     
  • Massa 280 x velocità al quadrato 1110,88 = 311.046,4 / 2 = 155.523,2 Kg 
  • SONO 155,5 TONNELLATE !

Concludo scusandomi con i “fisici” per avere invaso un campo non di mia competenza avvalendomi di reminiscenze scolastiche abbastanza sbiadite, qualora trovaste delle inesattezze perdonatemi e fatele presenti.

In ogni caso non era mia intenzione dissertare di leggi fisiche, ma il cercare di rendere chiaro un concetto importantissimo per la sicurezza:

IN CASO DI IMPATTO LA GRAVITA’ DEL DANNO AUMENTA CON L’AUMENTARE DELLA VELOCITA’; LE PROTEZIONI IN CASO DI IMPATTO DIRETTO, SOPRATTUTTO SE A VELOCITA’ ELEVATE NULLA POSSONO.

QUINDI NON AFFIDATE LA TUTELA DELLA VOSTRA INTEGRITA’ FISICA ESCLUSIVAMENTE ALLE PROTEZIONI, PER TORNARE A CASA “SANI” E’ FONDAMENTALE UNA ADEGUATA MESSA A PUNTO DEL CERVELLO.
 

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Commento di: Davide il 24-08-2007 15:45
Mi permetto una considerazione di carattere fisico (anche se sono ingegnere, ma di fisica ne ho fatta a sufficienza all'università) al tuo ragionamento, che nella sostanza è comunque corretto.

I chilogrammi all'impatto non sono calcolabili in quanto dipendono anche dallo spazio di arresto, inoltre il danno dipende anche dalla superficie sulla quale distribuisci tale "peso", detta forza (più è grande, meno devastante sarà l'impatto in quanto la pressione diminuisce).

Cioè, se tu dai una testata contro un muro a 5 km/h, senti male perché il muro flette poco ed assorbe poco l'urto, in compenso flettono un poco pelle e ossa della tua testa. Se indossi un casco, la calotta distribuisce l'urto su una superficie maggiore e il materiale interno ti aiuta ad assorbire l'urto: questi due effetti renderanno quasi "piacevole" la testata ;-).

Stesso discorso per le protezioni: se vai contro un palo a 60 km/h con e senza protezioni, cambierà l'assorbimento dell'urto da parte di queste ultime che contribuiranno ad allargare la superficie sulla quale si distribuisce l'urto e il materiale d'imbottitura contribuirà ad assorbire l'impatto.

Cioè quella che tu calcoli nel tuo articolo è una grandezza proporzionale all'energia cinetica del corpo che poi deve essere dissipata applicando una forza contraria per il maggior spazio possibile (lo spazio è bene che sia elevato in modo tale da ridurre la quantità di forza necessaria per dissipare l'energia cinetica dell'urto e non spezzare le ossa...)
Commento di: condor13cp il 24-08-2007 16:22
Ti ringrazio delle precisazioni Davide, effettivamente sono rimasto nel generico ed ho solo accennato alla deformazione plastica ed allo spazio di arresto.
Ho evitato di parlare di approfondire il discorso per non rendere troppo pesante l'articolo e per non entrare in un campo per me minato.
Riportando il calcolo bruto della energia cinetica volevo solo spingere la nostra mente a valutare l'entità della forza che si scarica qualora ci fosse un arresto improvviso e subitaneo contro un ostacolo.
Avrei comunque piacere di leggere articoli, scritti da competenti, che applichino agli eventi motociclistici le leggi della fisica al fine di comprendere meglio le dinamiche legate alla sicurezza.
Riguardo all'aplicazione di una forza contraria per il maggior spazio possibile, purtroppo nella maggior parte degli incidenti stradali è improbabile.
Commento di: mandrake il 24-08-2007 20:01
condor ha scritto:
...se io peso 70 kg...

seee... te piacerebbe!
Commento di: TonioSan il 25-08-2007 13:35
E già il calcolo sarà bruto e non perfetto, ma rende l'idea alla grande; resta il concetto di base: la forza applicata sul corpo di chi cade è davvero alta...quindi prudenza sempre.
Commento di: Valerio91 il 26-08-2007 11:19
le protezioni sn utili nelle scivolate perchè evitano la sbucciatura fino all'osso della pelle ! poi in caso di impatto come detto fin'ora sono quello che sono...
Commento di: cinamone il 27-08-2007 13:28
quindi a 50Km/h in città con casco integrale, giubbotto con protezioni, guanti, jeans con protezioni e scarponcini da moto se mi schianto contro un ostacolo improvviso poco deformabile (SUV ad es) sono 85+190 x 15 m/s al quadrato / 2= 30937, 5 Kg cioè quasi 31 ton sul mio faccino/cassa toracica/arti? E considerando che i caschi sono omologati (letto su altro forum) per una velocità di 27Km/h? e non so le varie protezioni CE e non CE dei miei capi? Ma allora (come già scritto su altro forum) nn conviene davvero scrivere sulle moto "nuoce gravemente alla salute"?
V a tutti
Commento di: sweet666 il 28-08-2007 00:28
Sono più che d'accordo con le tue affermazioni, se tutti i motociclisti facessero i tuoi calcoli prima di salire in moto probabilmente (e qui non voglio fare il tragico ma è un dato di fatto purtroppo) avremmo molti meno feriti gravi oppure morti.
E' veramente poco il tempo che può passare dall'euforia di una giornata frenetica in cima alle due ruote sentendosi un Dio dal momento in cui ti vedi un'amico che davanti a te, affrontando una curva probabilmente troppo lanciato e sicuro di se, scivolare e schiantarsi contro una parete rocciosa. Ho avuto la fortuna di vedere che stava bene dopo l'impatto ma da quella volta non è più la stessa cosa risalire.
C'è da dire però che,la moto è un divertimento e una soddisfazione che non ha eguali, non vale la pena rischiare di perdere questo privilegio che non tutti hanno il coraggio di prendersi quindi,
a concludere, W I MOTOCICLISTI e sempre la testa sulle spalle.
Commento di: helite il 29-08-2007 08:46
Non sono un fisico ma condivido il concetto che la prima sicurezza arriva dall'utilizzo del nostro cervello.
Vorrei però smentire il fatto che le protezioni servono a poco o nulla come descritto da condor 13. Esistono diverse tipologie di protezioni: quelle rigide (tradizionali) che normalmente troviamo all'interno dei nostri giubbotti, aiutano ma non sempre sono sufficienti. Quelle gonfiabili (AIRBAG), inserite in abbinamento (quindi in aggiunta a quelle tradizionali ) su alcune tipologie di giubbotti, che proteggono, oltre alla colonna vertebrale anche fianchi, torace e cervicale, sicuramente assicurano una notevole protezione in caso di impatto, visto che creano un cuscino d'aria del diametro di circa 12/13 centimetri in grado di "assorbire" una energia altrimenti trasmessa al nostro corpo! Un bell'aiuto alla salvaguardia della nostra incolumità!
Resta inteso che nessuna protezione può garantire l'assoluta incolumità e che l'utilizzo del "cervello" (anche nell'utilizzo del tipo di protezioni) può fare la "differenza"!!
Saluti
P.
Commento di: Carlo_FZ6 il 31-08-2007 13:41
Ciao a tutti!
Scusami condor, non sono un fisico ma un ingegnere, ma mi sento comunque di farti un appunto.. Penso che un'inesattezza nel tuo ragionamento possa provocare dei fraintendimenti.. Il numero che tu calcoli è un'energia, come tu ben sottolinei. Però non si misura in Kg, e questo può portare a credere che sbattere con la moto sia come trovarsi tonnellate di peso addosso... Innanzitutto il peso da considerare nel calcolo dell'energia da dissipare è solo il tuo, perchè tu non sei vincolato alla moto. La moto dissipa la sua energia deformandosi, ma in caso di impatto è improbabile che tu rimanga sulla moto!!
In realtà i danni poi dipendono principalmente, come già qualcuno ha fatto notare, dalla pressione locale che subisce il punto di impatto, che dipende dalla capacità di deformarsi elasticamente dei corpi che si scontrano e dalla superficie coinvolta nell'impatto, nel senso che più le superfici di impatto sono ampie ed elastiche, minori saranno i danni!
Questo non toglie che effettivamente, a parità di altri parametri, la "gravità" delle conseguenze dipenda essenzialmente dal quadrato della velocità.
Lamppss a tutti!!!