Innovation

  — Modelo FE

MIPS tiene acceso a un puntero modelo numérico en 3D sobre la cabeza humana desarrollado por el catedrático Svein Kleiven de la Real Universidad Politécnica de Suecia (KTH). Este modelo informático representa las partes más críticas de la cabeza humana, incluido el cráneo, el cerebro y otros tejidos, y se basa en el método de elementos finitos (FEM), un sistema numérico ampliamente utilizado en la edificación de inmuebles o puentes, así como en la simulación de accidentes de tráfico. En MIPS empleamos el modelo FE de la cabeza para replicar impactos en una cabeza dotada de casco y evaluar el riesgo de diferentes tipos de lesiones en esta.

¿Por qué se recurre
a un modelo numérico?

En una ensayo de casco, el molde de cabeza instrumentado medirá las aceleraciones lineales y angulares. Y aunque podríamos utilizar los pulsos de aceleración para anticipar el riesgo de lesión cerebral, la tensión conmutada por el modelo FE ha demostrado predecir dicho riesgo con un mayor acierto que los criterios basados en la aceleración.

¿Cómo se usa?

El modelo incorpora 50.000 elementos conectados con nodos (imagínese un “LEGO”, pero en programa informático), lo que nos permite aplicar pulsos de aceleración a los elementos que representan el cráneo en el modelo. El software de FE (LSDYNA) calculará entonces la tensión (deformación) de cada elemento de representación del cerebro.

 

Al aplicar un pulso de aceleración al modelo de la cabeza, el cerebro se deformará en distintos patrones en función de la dirección y pulso del impacto. Nuestro interés se centra en la tensión, que ha demostrado ofrecer una adecuada correlación con el riesgo de lesión cerebral (por ejemplo, una conmoción).

¿Qué resultados pueden obtenerse de este modelo
y cuál es su fiabilidad?

Usamos el modelo FE cuando ensayamos la misma variante de casco con y sin MIPS BPS. Comparando la tensión cerebral inducida por el modelo FE en ambas versiones de casco, podremos estar seguros de que al observar el modo en que el casco dotado con MIPS BPS reduce la tensión sobre el cerebro, los resultados serán precisos y reproducibles.

 

El modelo FE desarrollado en la KTH de Estocolmo, fruto de una inversión de veinte años-persona, es extremadamente robusto. Lo emplean veinte publicaciones científicas y ha sido incluso capaz de predecir la ubicación exacta de lesiones cerebrales en reconstrucciones de accidentes reales.