Analisi comparativa di metodi di prova ad impatto di caschi con sistemi di protezione innovativi

Il trauma cranico (TBI) rappresenta una delle principali cause di mortalità e disabilità permanente a livello globale, il quale, oltre a costituire una severa emergenza sanitaria, comporta notevoli ripercussioni socioeconomiche, specialmente in ambito sportivo e stradale. Nel contesto di questo lavoro di tesi, l’attenzione si concentra sui danni dovuti agli incidenti in bicicletta. Dal punto di vista biomeccanico, il trauma cranico è il risultato del superamento della capacità di assorbimento delle strutture biologiche a causa del trasferimento di energia cinetica alla testa. Sebbene i tradizionali dispositivi di protezione individuale (DPI) siano testati in conformità alla normativa vigente (EN 1078:2012, ‘Helmets for pedal cyclisst and for users of skateboards and roller skates’) utilizzando false teste rigide (EN 960:2006), l’introduzione di teste surrogate biofedeli può portare a una maggiore accuratezza e a una più profonda comprensione dei meccanismi di danno biologico nella ricerca scientifica. L’obiettivo della tesi è quello di effettuare un’analisi comparativa incentrata sulla capacità di assorbimento dell’impatto rotazionale, confrontando la risposta ottenuta utilizzando tre differenti tipologie di false teste: la testa surrogata standard EN 960, una falsa testa conforme al final draft della norma EN 1078:2025 e alla norma EN 17950:2024 (EN 17950 FULL) e la falsa testa IHHR 5.0 zavorrata (Instrumented Human Head Replica), modello ad elevata biofedeltà sviluppato dal dipartimento di Ingegneria industriale dell’Università di Padova in collaborazione con la Mid Sweden University. Le prove sperimentali, condotte sul casco Protone Icon del marchio KASK, sono state eseguite seguendo le linee guida del final draft della norma EN 1078:2025 e della norma EN 17950:2024. I risultati dell’analisi hanno evidenziato che tutte le configurazioni rispettano il limite normativo relativo all’accelerazione lineare (PLA) e al singolo picco di velocità angolare. Tuttavia, la testa biofedele IHHR 5.0 zavorrata ha fatto registrare un valore medio del picco di velocità angolare (PAV) pari a 31,66 rad/s, superando la soglia di 30 rad/s. Le altre false teste in analisi (EN 960 ed EN 17950 FULL) rimangono al di sotto di tale limite. In conclusione, l’analisi evidenzia risposte rotazionali più gravose per la falsa testa biofedele, fenomeno probabilmente dovuto alla sua complessità strutturale e inerziale. Il suo utilizzo negli studi futuri risulta però fondamentale in quanto consente di analizzare anche la pressione del fluido cerebrospinale, offrendo un livello superiore di indagine. Il lavoro si conclude con uno studio preliminare sui sistemi di protezione innovativi, quali airbag per la protezione della testa.