211service.com
Questo design del casco da calcio promette di proteggere il cervello, non solo il teschio
Finora i progettisti di caschi non sono riusciti a spiegare una delle cause principali della lesione cerebrale: l'energia cinetica che viaggia attraverso la testa dopo un impatto e fa sbattere il cervello all'interno del cranio. Questo è secondo Elena Arruda , un professore di ingegneria meccanica presso l'Università del Michigan, che sta conducendo uno sforzo per cambiarlo. Lei e i suoi colleghi hanno svelato un prototipo di una nuova tecnologia del casco in grado di dissipare una parte significativa di quell'energia cinetica, nota anche come impulso, prima che raggiunga il cervello.
I caschi da calcio si sono evoluti nel corso degli anni e alcune modifiche riflettono i tentativi di mitigare il rischio di lesioni cerebrali. Ma mentre sono bravi ad assorbire la forza di un impatto e quindi a prevenire le fratture del cranio, nessun casco sul mercato è in grado di assorbire una quantità significativa dell'impulso, afferma Arruda. Gli elmetti militari affrontano lo stesso problema.
Un casco da calcio convenzionale.
Nei test di laboratorio utilizzando un modello del cranio e del cervello, il prototipo del gruppo di Arruda ha ridotto sia la forza degli impatti che l'impulso risultante di un ordine di grandezza rispetto al design del casco convenzionale.
La sfida fondamentale nella progettazione di un casco che protegga il cervello oltre al cranio è quella della meccanica, afferma Arruda, e ciò richiede la ricerca dei materiali giusti per svolgere il lavoro. Il teschio è un materiale elastico, il che significa che non può assorbire gran parte dell'impulso, se presente, dice. Il cervello finisce per subirne il peso maggiore e, poiché galleggia nel liquido cerebrospinale e non è collegato al cranio, sbava, causando lesioni (vedi New Collar Promises to Keep Athletes's Brains from Sloshing Around).
Un casco che si rompe o si deforma dopo un impatto potrebbe proteggersi da questo. Ma mentre questo può essere un buon modo per proteggere soldati o motociclisti, un pratico casco da football deve essere in grado di sopravvivere a ripetuti colpi ed essere indossato partita dopo partita. Il nostro approccio è destinato a essere utilizzato più e più volte, afferma Arruda. La chiave del nuovo design è un materiale con le cosiddette proprietà viscoelastiche, il che significa che quando è deformato mostra caratteristiche simili sia ai materiali viscosi, come il miele, sia a quelli elastici, come la gomma. I materiali viscoelastici sono comunemente usati negli ammortizzatori.
Il nuovo prototipo è composto da tre polimeri economici, di cui uno viscoelastico. Il trio lavora di concerto per assorbire l'onda di pressione che viaggia attraverso la testa dopo un impatto. Arruda e i suoi colleghi hanno sviluppato uno schema che si basa sulle proprietà dei primi due strati per sintonizzare l'onda in modo che quando colpisce lo strato viscoelastico, la sua frequenza rientri nell'intervallo che il materiale può assorbire. Lo stesso principio, che i ricercatori descrivono in un recente peer-reviewed pubblicazione , potrebbe essere utilizzato anche per realizzare caschi migliori per i soldati.
Il gruppo ha recentemente vinto un premio di $ 250.000 per essere uno dei cinque finalisti in a concorso sponsorizzato dalla National Football League, General Electric, Under Armour e dal National Institute of Standards and Technology (NIST). Il concorso era incentrato su materiali innovativi per caschi. I ricercatori hanno ora un altro anno per mettere a punto il loro progetto e quindi sottoporlo al NIST, che eseguirà ulteriori test e determinerà il vincitore.