Motorini: incidenti e prevenzione

Il fatto di mettersi il casco garantisce una notevole protezione per la frattura delle ossa craniche e, limitatamente per il tipo con mentoniera, anche la frattura delle ossa della faccia (cosa ottima, se si pensa che la probabilità di fratture alle ossa della faccia è circa 45 volte più alta in motorino e moto rispetto all’auto).
In Italia e negli altri paesi europei possono essere messi in commercio solo caschi omologati: sono quelli forniti dell’etichetta che certifica il rispetto della normativa sulla sicurezza (la norma è l’ECE/ONU-22; l’ultima versione della norma è la 05 che garantisce il livello di sicurezza maggiore; un esempio di etichettatura di omologazione è quello di Fig. 1). I caschi omologati hanno superato le prove prescritte dalla legge e garantiscono quindi un buon livello di sicurezza.

Fig. 1 - Marchio di omologazione per casco

Esaminiamo alcune prove a cui vengono sottoposti i caschi.
Con l’attuale omologazione ECE i caschi vengono testati, per quanto concerne la loro capacità di assorbire gli urti, con una particolare prova: registrando nel corso del tempo l’accelerazione subita da una falsatesta (testa finta di vari pesi) portante il casco quando questa cade in caduta libera guidata, a una velocità di impatto definita (7,5 m/s ovvero 27 km/h) su una incudine fissa in acciaio o piatta o curva (vedi Fig. 2).

Fig. 2 - Attrezzatura di prova per l'assorbimento degli urti

La prova si ripete su vari punti d’urto. I dati che seguono sono tratti da Shaper (1985), che paragona il metodo europeo con vari altri metodi internazionalmente adottati e riprodotti nella sottostante tavola sinottica.

In pratica in tre metri di caduta il casco assume 27 Km/h circa di velocità.
Se non si danneggia ha passato il test.
Questo significa che se il motorino si arresta contro un ostacolo rigido, e il conducente del motorino vola via dal mezzo a circa la velocità d’impatto, e per disgrazia urta contro un altro ostacolo rigido quale la superficie della strada, il casco non è tenuto a rimanere intatto e fare il suo lavoro se l’impatto avviene a più di 27 Km/h.
Ma anche se l’urto, per essere avvenuto sotto i 27 Km/h o perché l’ostacolo non era rigido, lascia il casco intatto rimane il problema del trauma cranico, che è molto più complesso. Infatti una certa percentuale di morti per urto della testa avviene senza rottura delle ossa, ma per contraccolpo sulla massa cerebrale.
Proviamo infatti a esaminare la serie di eventi proprio nel caso che il casco resista e, uno ingenuamente penserebbe, la testa sembra adeguatamente protetta: il casco si arresta contro un ostacolo, la volta cranica si arresta contro il casco, e immediatamente dopo il cervello va a urtare contro la volta cranica.
I caschi testati sono considerati avere una sufficiente efficacia nell’assorbire gli urti quando nell’ urto a 27 Km/h la decelerazione alla testa non supera mai durante la prova il valore di 275g. Sottoposta ad una decelerazione di picco pari a 275g una massa cerebrale di 1,1 kg arriva a pesare all’incirca 302 Kg peso (ovvero 2.967 N), cioè più di un pianoforte a coda. Questa enorme forza dura però pochi millisecondi, ed è anche su questa durata di applicazione che si gioca la partita.
La determinazione del numero di g tollerato e dei tempi di applicazione è una grossa conquista della biomeccanica sperimentale. Si è riusciti a definire per deduzione e estrapolazione una curva che fornisce i valori pericolosi per la vita in base alla durata del picco di accelerazione o decelerazione e della loro durata. Un criterio per la determinazione del rischio di lesioni alla testa che tiene conto dell’andamento della curva accelerazione-tempo, dall’accelerazione di picco e della durata dell’urto è l’indice HIC (Head Injury Criterium): nella prova che testa la capacità di assorbire gli urti il valore dell’indice HIC non deve superare 2400. Per chi ama le formule matematiche l’espressione da applicare per valutare l’indice HIC è la seguente:

Ovviamente sta al legislatore decidere il livello di protezione, perché se si volesse aumentare la percentuale di persone protette bisognerebbe fissare dei limiti più restrittivi di quelli attuali (accelerazione di picco al di sotto di 275g e indice HIC al di sotto di 2400), con caschi inutilizzabili per dimensioni e peso. Inoltre al di sopra di una certa soglia di sicurezza aumentare il livello di sicurezza comporta costi economici enormi.
La decisione delle norme europee è quella di fermarsi ad una protezione buona per la gran parte della popolazione ed entro i famosi 27 Km/h (oltre a non superare un indice HIC di 2400; vedi norme ECE). Ci si tiene a questo valore perché esso, negli urti reali, assicura la sopravvivenza di quasi tutti. Ma non di tutti!
Ancora più complesso è il discorso sulla protezione contro la perdita del casco da rottura del cinturino di allacciamento (il cosidetto “sistema di tenuta”). Viene testato nelle attuali norme CEE sottoponendolo alla “Prova dinamica del sistema di tenuta”: il sistema di tenuta viene sottoposto ad uno strappo procurato da una massa cadente di 10 Kg che si muove in caduta libera da una altezza di 75 cm (vedi Fig. 3).

Fig. 3 - Test dinamico del sistema di tenuta del casco

Lo scalzamento del casco viene controllato invece con la seguente prova: una massa di 10 kg cadendo in caduta libera da una altezza di 50 cm tira una cordicella collegata alla parte posteriore del casco, se il casco sottoposto alla prova ruota meno di 30° la prova è superata (vedi Fig. 4).

Fig. 4 - Prova di scalzamento del casco

Questi due test sembrano piuttosto benevoli, se si pensa che in un urto reale la massa attaccata alla testa è di 50-90 Kg secondo la corporatura. Si tratta evidentemente anche qui di livelli di protezione fissati su ragionamenti statistici: non si protegge assolutamente tutte le persone in tutti gli urti, ma una ragionevole percentuale, pesandola contro le ovvie limitazioni di peso e ingombro del casco.
Particolarmente pericoloso è il caso dello scalzamento del casco, perché lascia scoperta la regione della nuca, per la quale un urto che induca una decelerazione di 200g è già pericoloso. A questo proposito è bene notare che piccole differenze di tensione e di cura con cui il casco è stato allacciato fanno grosse differenze. Basta osservare le seguenti foto in cui il casco è dapprima allacciato con normale cura, e poi spostato con la semplice forza della mano (vedi Fig. 5).

Fig. 5

Si può rimanere un poco interdetti di fronte a cifre quali 275g, o perchè non se ne percepisce il significato fisico, o perché si pensa che nella pratica si osservino raramente. Proviamo a fare un esempio: un guidatore di un ciclomotore vola in orizzontale oltre il manubrio e il tetto dell’auto contro a cui ha urtato, ad esempio alla velocità di 27 Km/h, e va con la testa a battere ad angolo retto contro un ostacolo rigido quale un muro.
Ammettiamo che il casco sia integrale e di ottima qualità e non si rompa. Esaminiamo più da vicino un casco protettivo (vedi Fig. 6 dove è raffigurato lo schema di un casco protettivo).

Fig. 6 - Schema casco

Un simile casco avrà probabilmente al massimo uno spessore di 4 centimetri di polistirolo espanso che costituisce l’imbottitura di protezione: tale spessore deformandosi durante l’impatto sotto la pressione esercitata dalla testa ha la funzione di attutire l’urto ed ammortizzare l’energia d’impatto. Facciamo qualche calcolo:
Il lavoro che deve fare lo spessore di plastica morbida (l’imbottitura di protezione) è sostanzialmente quello di aumentare il tempo di frenata della testa contro il guscio del casco.
Infatti negli urti, la massa che viene arrestata è soggetta ad una forza inerziale dovuta alla decelerazione. La decelerazione è tanto più alta quanto più breve è il tempo disponibile per l’arresto (ricordare la seconda legge di Newton F = ma).
Lo schiacciamento dell’imbottitura di protezione (per uno spessore di schiacciamento di 2,5 ÷ 3 cm) fa sì che il cervello guadagni una manciata di millisecondi in più per ridursi a velocità zero. Se la testa urta senza alcuna protezione ha disponibile solo 3 o 4 millimetri di cuoio capelluto da schiacciare prima di fermarsi, uno spessore varie volte minore rispetto allo spessore di schiacciamento nel caso che indossi il casco.
Si ricava facilmente che, con un urto a 27 km/h (7,5 m/s), il valore della decelerazione media è ben 716g senza casco, mentre col casco, a causa del maggiore spessore (4 cm) per attutire l’urto, la decelerazione media si abbassa a circa 102g (vedi nota), e quindi si può supporre che durante l’urto la decelerazione di picco rimanga al di sotto dei 275g prescritti dalla norma ECE.
Da aggiungere che la massa del casco, intorno ai 1,2 Kg, aumenta di circa un terzo la massa della testa. Perciò aumenta dello stesso valore la forza d’inerzia della testa, che agirà sul collo sotto forma di momento flettente.
Molti ipotizzano che ciò possa aumentare il pericolo di trauma al midollo spinale cervicale, con conseguente possibile tetraplegia. Per la verità in letteratura i pareri sull’argomento sono discordi. In generale si ha consenso sul fatto che i problemi creati dall’uso del casco sono ampiamente compensati dai vantaggi.
Tra l’altro una massa di 1,2 Kg implica che nel meno pericoloso degli urti visti sopra (27 Km/h e 102g) anche il casco sperimenta per i fatti suoi una forza di inerzia di 1.200 N (ovvero arriva a pesare all’incirca 122 Kg peso).
Se si impiglia in un ostacolo o per un qualche motivo non ha la stessa storia di accelerazione/decelerazione della testa che ci sta dentro, il cinturino verrà fortemente sollecitato e la posizione del casco sulla testa potrebbe divenire insicura o il cinturino rompersi. In conclusione:

• In Italia e negli altri paesi europei i caschi in commercio sono solo quelli omologati secondo il regolamento ECE/ONU-22 (l’ultima versione è l’ECE/ONU-22/05).
• Il casco protegge bene dai traumi cranici, ma non oltre un certo valore di decelerazione (fino a 27 Km/h contiene la decelerazione di picco entro i 275g, poi non si sa).
• Non è sicuro che il casco rimanga sempre ben calzato anche se è correttamente allacciato.
• Non allacciare il casco equivale a non averlo.
• Anche se tutto è in regola e la velocità di impatto limitata a 27 Km/h, pur indossando un casco omologato non si può escludere del tutto che l’urto provochi un trauma cranico con esito mortale.
• Il casco non protegge il collo da possibili distorsioni cervicali.
• Considerati i dati statistici sulla frattura delle ossa facciali, l’uso del casco senza mentoniera è da sconsigliarsi.

In definitiva, il casco deve essere assolutamente sempre usato come misura di prevenzione minima, ma non è affatto una assicurazione contro qualsiasi trauma in qualsiasi urto.