Când primele mașini au început să mișune pe drumurile planetei, siguranța la volan – sau în oricare alt loc din habitaclu – era ultima grijă a producătorilor. Cu timpul, drumurile au devenit mai bune, mașinile mai multe, mai puternice și fizica mai necruțătoare. Genul acesta de incidente au început să se înmulțească alarmant spre finalul anilor 1930.
Nu ajuta nici faptul că automobilele aveau interioare construite după alte principii, nicidecum cele ale siguranței la volan (sau la bord). Pur și simplu, la viteze medii și mari, orice impact era fatal și orice componentă din interior (sau lipsa ei, dacă vorbim de centuri de siguranță) – de la volan la butoane, leviere și mânere putea deveni, în contextul potrivit (și ghinionist) o armă letală.
Soluția: un indicator care să dea mai multe informații despre tipul de leziuni și traume suferite de un șofer/pasager în cazul unui accident rutier, prin simularea incidentului în sine, sau a unui incident similar. Fructificarea soluției: indicatorul e un cadavru uman.
Mortul din lift
Testele de impact în care subiectul era un cadavru uman au fost popularizate de Wayne State University din Detroit, undeva prin anii ‘50. Mă rog, teste de impact e un cuvânt foarte pompos pentru primul studiu realizat de universitate, care a constat într-un cadavru aruncat în puțul unui lift.
Pe fundul puțului era instalată o placă de metal, cu rolul de a pedepsi cât de aspru se putea corpul inert care era aruncat în așa fel încât să o lovească de deasupra, cu capul. De fapt, prima parte a corpului studiată în contextul unui accident rutier și a impactului creat a fost capul uman.
La scurt timp după primele teste rudimentare, oamenii de știință au aflat că un craniu uman era mult mai rezistent decât se credea inițial (dar nu indestructibil), în scenariul în care forțele generate de impact erau aplicate într-un timp foarte scurt – de ordinul fracțiunilor de secundă.
Cadavrele proveneau de la facultăți de medicină, care le primeau ca donație și le trimiteau mai departe după ce considerau că și-au îndeplinit rolul de material didactic. Corpurile erau apoi îmbălsămate și umplute cu instrumente de măsură. În cazul primelor experimente, în partea din spate a craniului era montat un accelerometru, care ajuta la calcularea forței dezvoltate la impact.
Teste pe cadavre există și azi, dar nu la modul în care sunt așezate în mașini aruncate cu viteză spre alte mașini sau obstacole fixe. Producătorii auto se distanțează de astfel de practici, dar există o chichiță.
Wired scria în august 2010 despre testele derulate pentru Ford în perioada de dezvoltare a unei centuri de siguranță (pentru pasagerii din spate) cu airbag integrat, care se umfla la impact, în care au fost implicate și cadavre umane.
Motivul? Manechinele antropomorfice existente nu erau gândite pentru a colecta date corecte și complete despre cum se comportă un corp uman sub acțiunea unei centuri gonflabile. Aparent, testele au fost un succes, fiindcă acel tip de centură de siguranță a debutat pe modelul Explorer (model year 2011).
În același articol, se specifică și faptul că deși producătorii de automobile nu testează per se siguranța unui model folosind cadavre (pur și simplu nu au tehnica medicală necesară), există universități care se ocupă de acest aspect, cu fonduri primite fie de la producători, fie de la NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration). Rezultatele testelor sunt apoi puse la dispoziția industriei, la cerere.
Manechinele antropomorfice și părintele lor, Sam Alderson
Dacă ajungeți din întâmplare pe pagina oficială a companiei Humanetics, veți observa puternice accente de auto-laudă justificate. Compania spune că a creat primul manechin pentru testele de impact, ceea ce e și adevărat, dacă ne întoarcem în timp.
În 1952, Humanetics nu exista, dar exista Samuel W. Alderson, om de știință născut în Cleveland, Ohio, din tată emigrant român. Atras de fizică, Alderson a frecventat cursurile a două facultăți concomitent – California Institute of Technology și University of California, Berkeley.
Deși a pornit pe calea doctoratului sub îndrumarea lui J. Robert Oppenheimer (da, acel Oppenheimer), n-a reușit să-și definitiveze niciodată disertația, fiindcă educația i-a fost întreruptă des de munca în atelierul tatălui, care trăia din prelucrat tablă.
Chiar și așa, Alderson și-a pus în practică talentul în alte zone. În Al Doilea Război Mondial, a dezvoltat motoare electrice folosite în sisteme de ghidaj pentru rachete balistice. Apoi a lucrat la IBM, înainte de a fonda, în 1952, Alderson Research Laboratories, cu scopul dezvoltării de manechine antropomorfice prin care forțele aeriene puteau testa scaunele de catapultare, căștile de protecție și centurile de siguranță din avioanele de vânătoare.
Pentru context, legat de „tehnologia vremii”, până la primele manechine gândite de Alderson, poreclite Sierra Sam, testele se făceau cu saci umpluți cu făină sau nisip.
VIP
După Sierra Sam, laboratoarele Alderson au făcut pasul spre industria auto, cu așa numitele manechine VIP, lansate în 1968. Nu, prescurtarea nu e cea la care te gândești. VIP venea de la Vehicular Impact Personnel, iar manechinele erau create pentru a testa siguranța unei mașini în eventualitatea unui impact frontal.
Fiecare manechin VIP avea coaste din oțel, încheieturi articulate și un gât flexibil, dar și spații goale în care puteau fi depozitate instrumente de măsură. Existau, în același timp, 3 tipuri de manechine: bărbat adult de talie medie, bărbat adult de talie mare și femeie de talie mică.
Mai târziu, în anii ’70, interesați de conceptul de manechin (semi) rezistent la impact, șefii de la General Motors și-au pus la treabă inginerii și așa s-a născut Hybrid I. Hybrid I avea corp de VIP și cap de Sierra Sam.
Îmbunătățirile au continuat să vină și au fost posibile cu fonduri alocate de NHTSA. Lui Hybrid I i-au călcat pe urme Hybrid II și Hybrid III. De fapt, standardul de azi din industrie are la bază construcția lui Hybrid III, produs de compania Denton ATD.
Hybrid III a fost folosit și de EuroNCAP (din 1997 până în 2019). Dar EuroNCAP mai are în arsenal și alte tipuri de manechine: WorldSID (pentru impact frontal între două mașini), BioRID (pentru impact din spate și lateral), Q10 (copil de 10 ani) și Q6 (copil de 6 ani).
Pentru o perioadă, WorldSID a fost cel mai avansat manechin antropomorfic din lume, capabil să înregistreze 258 de măsurători diferite într-un singur „incident”. Și prețul era pe măsură: în jur de 350.000 de dolari, mai bine de dublu față de un Hybrid III. Și nu, numărul nu e scris greșit.
Hybrid III a fost modelat și construit, în primă fază, după „bărbatul American de rând”. Nu e vorba despre poziție socială sau avere, ci dimensiuni, statură și gabarit. Mai mult, din Hybrid III au fost derivate și alte manechine adiacente: o femeie, trei copii (de 10, 6 și 3 ani), dar și un văr supraponderal. Dacă un Hybrid III normal cântărește 77,7 de kilograme, vărul „bine făcut” se laudă cu 100 de kilograme.
THOR
Test device for Human Occupant Restraint. THOR. Manechinul antropomorfic de ultim răcnet folosit în prezent pe scară largă la testele de impact, inclusiv de către NHTSA și EuroNCAP.
Lansat în 2020 după 11 ani de dezvoltare, THOR poate găzdui mai mulți senzori ca un Hybrid III. Mai important, însă, e că THOR imită mult mai bine articulațiile (în special la nivel de gât, torace, coloană vertebrală, pelvis și femur) dar și zonele moi ale corpului uman, implicit răspunsul acestora la impact, pentru date mai relevante.
De exemplu, un manechin THOR standard are cutie toracică (inclusiv toate coastele umane), stern cu țesut moale sintetic, coloană vertebrală, pelvis, abdomen (tot din țesut moale), dar și un sistem de componente care simulează anatomia piciorului de la genunchi în jos: tibie, gleznă și tendonul lui Ahile, toate îmbrăcate într-un material care imită pielea umană.
Pentru că e mult mai fidel anatomiei umane, cu instrumentele potrivite „la bord”, THOR poate măsura inclusiv forțele generate de centurile de siguranță, așa cum le-ar resimți un pasager/șofer în timpul unui impact frontal. Măsurătorile sunt apoi procesate și folosite pentru a calcula riscul de rănire.
Ca idee, un THOR bărbat cântărește 76,6 kilograme, iar un THOR femeie (există și un astfel de derivat) 43,7 kilograme. Producția unui singur manechin durează în jur de 5 luni, iar odată finalizat, acesta înglobează peste 30.000 de piese.
Data viitoare când vă urcați la volan, țineți minte că pentru siguranța voastră a fost abuzat fizic un manechin antropomorfic cu preț de supercar – între 500.000 și un milion de dolari – (aproape) la fel de sofisticat ca un Terminator, care a preluat ștafeta de la un cadavru.
