4.1.1. Primera Ley de Newton
«Todo cuerpo conserva el estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que se le obligue mediante la acción de una fuerza.»
Aplicando esta ley al accidente de tráfi co y al ejemplo concreto de un choque frontal: Un vehí- culo que se desplaza a una velocidad determinada (por ejemplo, 80 km/h), con un conductor convenientemente retenido por el cinturón de seguridad, un acompañante sin su cinturón de seguridad y un infante con sistema de retención adecuado y correctamente instalado.
En un momento dado, se produce una colisión del vehículo contra un objeto indeformable, deteniendo el vehículo aproximadamente en unos 60-100 milisegundos; dicho con otras pala- bras, el vehículo ha recibido el efecto de una fuerza externa que le ha modifi cado el estado de velocidad rectilínea y uniforme. Refi riéndonos a los ocupantes se pueden diferenciar tres situa- ciones:
1. Conductor: El conductor se encontraba circulando a una velocidad de 80 km/h respecto de un observador inmóvil. Al decelerarse el vehículo, el conductor seguirá la primera ley de Newton, por lo que seguirá desplazándose a 80 km/h. Sin embargo, un agente exter- no, el sistema de retención (en este caso únicamente el cinturón de seguridad), realiza- rá una fuerza que modifi cará su cinemática y lo hará de la forma más favorable, dismi- nuyendo la velocidad del conductor y aplicándola sobre un tiempo lo más largo posible, para minimizar sus consecuencias (véase 2.a y 3.a ley de Newton).
2. Acompañante: El acompañante tras el impacto sigue desplazándose a 80 km/h. Pero en este caso, al no utilizar el sistema de retención, se desplazará en el interior del habitá- culo hasta que encuentre un elemento capaz de modifi car su cinemática, en nuestro ejemplo serán las estructuras situadas en la parte anterior del habitáculo: tablero, para-
brisas, etc... y estas estructuras lo frenaran de forma casi instantánea. La fuerza será aplicada durante un intervalo de tiempo mucho menor que en el caso anterior, dando como resultado unas lesiones mucho más graves (véase 2.a y 3.a ley de Newton).
3. Infante: El infante situado en la parte posterior del vehículo sigue estando sujeto a las leyes de la Física (estas leyes continúan aplicándose en la parte posterior del vehículo, con lo que el cinturón de seguridad sigue siendo necesario). Sin embargo, en este caso, la fuerza que afortunadamente impide mantener el movimiento uniforme es el sistema de retención infantil o comúnmente conocido como «sillita infantil».
4.1.2. Segunda Ley de Newton
«La resultante de las fuerzas que actúan sobre una partícula es igual a la variación de su cantidad de movimiento respecto del tiempo.»
La forma en la que comúnmente se presenta la segunda ley en su formulación más conocida es F = m · a (expresada vectorialmente para fuerza y aceleración). En nuestro caso nos interesa expresarla como la equivalencia entre la cantidad de movimiento y el impulso mecánico:
F • Dt = m • Dn
La principal lectura de esta última expresión en su aplicación al accidente de tráfi co, consis- te en la posibilidad de aplicar infi nitas combinaciones de fuerza y tiempo a una cantidad de movimiento determinada, con el único requisito de igualar las magnitudes.
Esta fórmula ratifi ca el interés en aplicar la fuerza durante el tiempo más largo posible, de este modo se reducirá la fuerza necesaria para contrarrestar la misma cantidad de movimiento, en este principio se basan la totalidad de sistemas de retención.
4.1.3. Tercera Ley de Newton
«Si una partícula A ejerce una fuerza sobre B, la partícula B ejerce sobre A una fuerza igual en módulo y dirección, pero de sentido contrario.»
Según esta ley, las fuerzas no aparecerán nunca solas, sino en pares, pero teniendo en cuenta que estos pares de fuerza actúan sobre cuerpos diferentes. Este par de fuerzas se conoce como acción y reacción.
Esta fuerza se pone de manifi esto en la vida cotidiana, como por ejemplo al intentar empujar una pared nos desplazamos en dirección opuesta a la fuerza que aplicamos a la pared.
Igualmente, esta ley desempeña un papel capital en el transcurso de los accidentes de tráfi - co, siendo el principal objetivo minimizar las consecuencias de las reacciones, principalmente tratando de disminuirlas en su módulo.
Biomecánica en la valoración medico legal de las lesiones • Carlos Arregui Dalmases y Rafael Teijeira Álvarez Biomecánica del impacto aplicada a los accidentes de tráfi co
En la fi gura 3 se puede observar a modo de ejemplo la representación vectorial de las cargas en cabeza y tórax por parte del airbag y del fémur por el tablero.
Figura 3. Tercera Ley de Newton.
El airbag se infl a y contacta contra la cabeza y el tórax del dummy aplicándole una fuerza determinada. Ésta fuerza es equivalente a la fuerza que la cabeza y el torax realiza sobre el air- bag, de modo que el proceso de desinfl ado durante el impacto del airbag y las lesiones del ocupante estarán íntimamente relacionadas.
En el mundo de la automoción numerosas estrategias se basan en el impacto contra elemen- tos con capacidad de deformación frente a la aplicación de fuerzas. Por ejemplo, dependiendo de la rigidez y el comportamiento mecánico del tablero, el ocupante sufrirá unas u otras lesiones en las extremidades inferiores.