El Modelo de FE

Mips tiene acceso a un modelo numérico 3D de última generación de la cabeza humana, desarrollado por el profesor Svein Kleiven en el Real Instituto de Tecnología (KTH) de Suecia. Este modelo computacional representa las partes más críticas de la cabeza humana, como el cráneo, el cerebro y otros tejidos, y se basa en el método de los elementos finitos (MEF), un método numérico muy utilizado en la construcción de casas y puentes o en la simulación de accidentes de tráfico. En Mips, utilizamos el modelo de FE de la cabeza para simular los impactos en una cabeza con casco y evaluar el riesgo de diferentes tipos de lesiones en la cabeza.

¿Por qué se utiliza un modelo numérico?

En una prueba con casco, la forma de la cabeza equipada con instrumentos mide las aceleraciones lineales y angulares. Aunque podríamos utilizar los pulsos de aceleración para predecir el riesgo de una lesión cerebral, la tensión conmutada por el modelo de FE ha demostrado predecir mejor el riesgo de lesión cerebral que los criterios basados en la aceleración.

¿Cómo se utiliza?

El modelo incorpora 50 000 elementos conectados con nodos (Imagina un «LEGO», pero en un programa informático), lo que nos permite aplicar pulsos de aceleración a los elementos que representan el cráneo en el modelo. El software de EF (LSDYNA) calcula entonces la presión (deformación) en cada elemento que representa el cerebro.

Al aplicar un pulso de aceleración al modelo de la cabeza, el cerebro se deforma en diferentes patrones según la dirección del impacto y el pulso. Nuestro interés se centra en la presión que ha demostrado estar muy relacionada con el riesgo de una lesión cerebral como la conmoción cerebral.

¿Qué resultados se pueden obtener con este modelo y qué fiabilidad tienen?

Utilizamos el modelo de FE para probar el mismo modelo de casco con el sistema de seguridad Mips y sin él. El modelo de FE desarrollado en el KTH de Estocolmo es sumamente robusto. Se utiliza en 20 publicaciones científicas y ha llegado a predecir la ubicación exacta de las lesiones cerebrales en reconstrucciones de accidentes del mundo real.

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