Nueva oferta tecnológica para la seguridad en automoción:

Biomecánica del impactoJuan José Alba, Mario Maza, Raquel MartínUNIVERSIDAD DE ZARAGOZA (ESPAÑA)

TESSATESSA es el laboratorio de Tecnologías y Sis-temas para la Seguridad en Automoción. Reali-za I+D+i dentro del campo de la Seguridad enAutomoción y se ubica en el parque tecnológi-co de MOTORLAND (Alcañiz - Teruel).

Figura 1: Edificio en el que se ubica TESSA.

TESSA es una instalación gestionada por el Ins-tituto de Investigación en Ingeniería de Aragón(I3A) de la Universidad de Zaragoza. Su carác-ter es interdisciplinar, con un amplio ámbito deactuación en diversas ramas de la Ingeniería.

EquipamientoPara labores de simulación numérica, TESSAse vale del cluster de supercomputación delI3A, con más de 1 500 núcleos de cálculo.En lo que se refiere a ensayos de choque, TES-SA dispone de un impactador universal y de unsimulador de choque.El impactador universal trabaja un rango develocidades comprendido entre 2,5 m/s y 15m/s, con un error de ± 0,05 m/s. La energíamáxima es de 3 000 julios y la masa máxima quepuede lanzarse en impactos guiados es de 50 kg(sin límite en lanzamientos libres).

Figura 2: Cluster de supercomputación e im-pactador universal.

El simulador de choque puede trabajar conuna carga útil de 460 kg (actualizable a 900 kg)con una velocidad de impacto de 14 m/s (50,4km/h), actualizable a 18 m/s (65 km/h) con unerror menor del 1 %. Posee sistema de frenadodual (tubos PU y tubos colapsables).

Figura 3: Simulador de choque.

Biomecánica del impactoLa biomecánica de las lesiones es la disciplinaque aplica los principios de la mecánica generalal cuerpo humano. El conocimiento de la res-puesta del ser humano durante una colisión haayudado a los ingenieros a desarrollar sistemasde protección efectivos, tales como cinturonesde seguridad y airbags.El desarrollo de estos sistemas de protección sebasa en el estudio de impactos simulados nu-méricamente o en la realización de ensayos queutilizan sustitutos del ser humano vivo (dum-mies). La capacidad de los dummies para aproxi-marse al comportamiento de un ser humano sellama biofidelidad.El uso de cadáveres humanos como sustitutosde seres humanos vivos ha sido decisivo parala evaluación de los criterios de lesión, así comopara el desarrollo de dummies más avanzados.En la actualidad, el constante incremento de lapotencia de cálculo de los ordenadores permitetrabajar sobre complejos modelos numéricos deser humano cuya biofidelidad es evaluada me-diante comparación directa con resultados deensayos realizados con cadáveres.

FinanciaciónLas actividades en TESSA están cofinanciadas por el Gobierno de Aragón y la Unión Europea.

Oferta tecnológica

VALOR COMO SOCIOTESSA aporta valor añadido como socio en proyectos internacionales. En la actualidad, TESSAcoordina tres proyectos europeos del VII Programa Marco y también está presente en numerososproyectos nacionales. TESSA colabora intensamente con la industria privada.

OFERTA TECNOLÓGICA ACTUALTESSA, apoyado en su cluster de supercompu-tación, posee amplia capacidad de cálculo pararealizar simulaciones numéricas, especialmentede problemas de choque.

Figura 4: Modelos de elementos finitos.

TESSA también posee experiencia y capacidadpara la realización de ensayos de choque.

Figura 5: Tubo y absorbedor de acero colapsado.

En relación con los sistemas para la seguridad enautomoción, TESSA diseña simuladores dinámi-cos de conducción y vehículos no tripulados.

NUEVA OFERTA TECNOLÓGICALa reciente ampliación de la oferta tecnológica deTESSA se centra en la posibilidad de realizar en-sayos biológicos de biomecánica del impacto in-cluyendo el uso de cadáveres humanos. Estos en-sayos están sometidos a estrictos protocolos debioseguridad y son controlados por una comi-sión ética independiente. La posibilidad de rea-lizar este tipo de ensayos diferencia a TESSA anivel internacional.TESSA ofrece la posibilidad de realizar detalla-dos análisis de datos. Un convenio de colabora-ción con el Servicio de Neurocirugía de la Mutuade Accidentes de Zaragoza permitirá contar conel más moderno soporte radiológico y de recons-trucción 3D mediante escáner multicorte.

Figura 6: Reconstrucción tridimensional de crá-neo humano.

Proyecto BIO-ADVANCESólo ocho centros en el mundo son capacesde realizar ensayos de choques con cadáve-res humanos y a ellos se va a sumar TES-SA. BIO-ADVANCE investigará para conse-guir una completa caracterización cinemáticade la columna vertebral humana en colisionesfrontales y oblicuas. Los resultados de BIO-ADVANCE tiene doble interés:

Conseguir que TESSA refuerce y expandasu capacidad investigadora a nivel inter-nacional, especialmente en el ámbito de laseguridad en automoción.Se avanzará en la caracterización de losseis grados de libertad de la columna ver-tebral humana durante impactos fronta-les y oblicuos, mejorando así el nivel deconocimiento existente.

La información generada en BIO-ADVANCEse analizará en colaboración con el “Centerfor Applied Biomechanics” de la Universidadde Virginia (EE.UU.), compartiendo así conoci-miento y estableciendo las bases para futurascolaboraciones.