Até recentemente, a diversidade não era uma prioridade crítica para os engenheiros de segurança rodoviária.

Para ser justo, eles estavam lidando com uma questão mais fundamental:como convencer as partes interessadas do governo, indústria e academia chegarem a um acordo sobre manequins de teste de colisão e modelos de computador padronizados, primeiros passos necessários para compreender a biomecânica de acidentes e reduzir o número de mortes e ferimentos nas rodovias dos EUA.

Eles fizeram progressos substanciais. De acordo com a National Highway Traffic Safety Administration, a taxa de fatalidade por 100 milhões de milhas de veículos percorridas diminuiu 32 por cento entre 1994 e 2016, as estatísticas do ano passado estão disponíveis.

Construindo Mulheres na Equação

Agora os pesquisadores estão começando a ir além da escolha de consenso - o 50º percentil masculino - para olhar para outras populações vulneráveis, e o Centro de Biomecânica Aplicada da Universidade da Virgínia está assumindo um papel de liderança. Em primeiro lugar, entre esses grupos, estão as mulheres. Em 2011, os pesquisadores do centro publicaram um estudo demonstrando que as mulheres que usavam cintos de segurança tinham 47 por cento mais probabilidade do que os homens que os usavam de sofrer lesões graves, mesmo depois de controlar a idade, altura, peso e a gravidade da colisão. A discrepância é especialmente pronunciada para lesões nas extremidades inferiores.

"Por anos, usamos uma técnica chamada escala geométrica para prever como seres humanos de diferentes tamanhos responderiam a acidentes, "disse o professor assistente James Kerrigan, o vice-diretor do Centro de Biomecânica Aplicada. "Não só a extrapolação não funciona para os homens, mas particularmente não funciona para mulheres. "

Entre as muitas diferenças que podem afetar os resultados estão a frouxidão ligamentar e a forma óssea.

Um dos alunos de pós-graduação de Kerrigan, Carolyn Roberts, está se concentrando neste problema. Roberts está tentando entender as diferenças biomecânicas entre homens e mulheres e determinar como essas diferenças afetam a tolerância a lesões. Com o suporte da Autoliv, um dos maiores fabricantes de airbags e cintos de segurança, ela está determinando as limitações precisas das metodologias atuais usadas para prever a resposta feminina e desenvolver um conjunto de dados complementar de dados de resposta a lesões femininas. Isso permitirá que ela identifique as condições de teste específicas em que as técnicas de predição de homem para mulher falham.

Ela usará suas conclusões para desenvolver modelos de lesões independentes para mulheres, bem como para conceber maneiras de extrapolar os dados masculinos que são mais precisos do que escalas geométricas. Finalmente, comparando modelos masculinos e femininos, ela será capaz de determinar quais diferenças mecânicas entre homens e mulheres têm maior efeito sobre os ferimentos.

"Esperançosamente, com maior compreensão da tolerância e previsão de lesões, fabricantes automotivos, legisladores de segurança automotiva e pesquisadores de prevenção de lesões podem trabalhar juntos para tornar os veículos mais seguros para toda a população, " ela disse.

Atendendo às necessidades de uma população mais pesada

O manequim masculino do 50º percentil tem 1,50 m de altura e pesa 172 libras, dando-lhe um índice de massa corporal que se aproxima ligeiramente da categoria de sobrepeso. Isso dificilmente é representativo.

De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças, quase 40% dos americanos são obesos. A pesquisa mostra que motoristas obesos têm 80 por cento mais probabilidade de morrer em um acidente de carro do que motoristas sem excesso de peso, tornando-os outra população vulnerável. "Não entendemos o suficiente sobre a natureza da obesidade para saber por que ela piora a situação, "Kerrigan disse.

Como ponto de partida, os pesquisadores do centro estão tentando entender melhor as propriedades materiais da gordura como um tecido e integrando essa informação com os modelos de corpo humano que eles usam. Ao mesmo tempo, eles estão examinando dados de acidentes e identificando as lesões específicas que são mais comuns em populações obesas.

"Uma de nossas suposições era que em um acidente frontal, pessoas obesas são mais propensas a submarinar sob o cinto de segurança, causando uma maior incidência de lesões abdominais, "Kerrigan disse." Embora descobrimos que este não é o caso, notamos um aumento nas lesões das extremidades inferiores. "

Uma vez que os pesquisadores do centro têm um modelo de computador que descreve a resposta de uma pessoa obesa em um acidente, eles irão integrá-lo com sistemas de contenção avançados fornecidos pela Joyson Safety Systems para explorar estratégias para melhor proteger as pessoas com obesidade. "Estaremos executando sistematicamente milhares de simulações usando vários ajustes de parâmetros de contenção para ver se podemos encontrar uma maneira de minimizar o risco de lesões, "Kerrigan disse.

Preparando-se para um futuro autônomo

O advento dos veículos autônomos está prestes a criar outra população vulnerável:os passageiros que reclinam em seus assentos.

"Uma vez que os carros estão em uma forma de piloto automático, podemos esperar que os ocupantes gastem seu tempo lendo, jogar videogame e até dormir - e isso significa que alguns vão reclinar seus assentos, "Kerrigan disse. Esta não é uma perspectiva encorajadora.

Kerrigan e seus colegas analisaram dados de campo de acidentes em que os passageiros do banco da frente estiveram reclinados, e as consequências, ele disse, são "horríveis".

“O governo deixou claro para os fabricantes que se eles vão permitir assentos alternativos no modo autônomo, é melhor estarem preparados para proteger os ocupantes, "Kerrigan disse.

Os pesquisadores do Center for Applied Biomechanics estão colaborando com a Autoliv e a Honda em uma série de projetos destinados a resolver esse problema. Uma abordagem seria ter pré-tensores muito fortes, que apertam os cintos de segurança automaticamente em caso de colisão. Para ser efetivo, Contudo, o assento em si deve ser relativamente firme, uma combinação que pode aumentar o risco de fraturas da coluna lombar. Kerrigan fará testes para ver se esse perigo pode ser mitigado.

Outro problema é que os bonecos de teste de impacto padrão são moldados na posição sentada e não podem reclinar. Para encontrar uma solução para este passageiro reclinado, os pesquisadores precisarão encontrar uma maneira realista de modificar esses manequins. Tornando o mundo um lugar melhor

In the face of ongoing demographic and technological change, the Center for Applied Biomechanics can expect to focus on an evolving cast of vulnerable groups in coming years and, by concentrating on their specific characteristics, find better ways to reduce the human toll of highway accidents even further. "We consider ourselves fortunate to be in a profession where our overall goal is to save lives, " Kerrigan said.

Ao mesmo tempo, he acknowledges that the intellectual challenges of developing better protection systems are compelling.

"Everybody from da Vinci to your local surgeon will tell you that the human body is an incredible system, " Kerrigan said. "In our work, we combine a fundamental understanding of the human body with our knowledge as mechanical engineers, all with the goal of making the world a better place. It is an irresistible combination."