- Dicembre 8, 2023
- 10:00 am
Caschi protettivi più sicuri, ispirati al comportamento di ricci e picchi rossi
Migliaia di aculei flessibili proteggono i ricci dagli urti quando rimbalzano a terra, un’incredibile anatomia protegge da importanti commozioni cerebrali il picchio. Come può questo rendere possibile a noi avere caschi più sicuri per l’arrampicata, lo sci, il ciclismo e altri sport?
Quando si tratta di sicurezza negli sport outdoor, la testa è sicuramente una parte preziosa da proteggere. Nel campo degli sport outdoor, la sicurezza è fondamentale e i caschi rappresentano un componente essenziale dell’equipaggiamento protettivo.
Grazie all’innovazione dei materiali che mimano le strutture e comportamenti naturali degli animali, in particolare le loro strategie e meccanismi per proteggersi da urti e impatti, si possono ottenere caschi protettivi per arrampicata, ciclismo e sport outdoor sempre più sicuri e che garantiscono elevata protezione all’impatto.
Recentemente diversi designer e ingegneri stanno lavorando su materiali innovativi prendendo spunto dal mondo della natura, lasciandosi ispirare da due dei maestri della protezione da urti: il picchio rosso e il riccio.
Ossa spugnose come ammortizzatori e i caschi di cartone
Il picchio rosso, uno di quegli animali destinati a soffrire di emicrania è invece noto per la sua abilità nel picchiare ripetutamente (quasi 1200 volte al giorno) sugli alberi senza subire danni cerebrali. Anzi questa sua capacità ha influenzato lo sviluppo di caschi che offrono protezione contro gli impatti ripetuti.
Il designer industriale Anirudha Surabhi, che all’epoca della progettazione frequentava il master in design al Royal College of Art università londinese a South Kensington, ha sfruttato le scoperte di adattamento anatomico del picchio per progettare un nuovo modello di casco protettivi per gli amanti della bici, chiamato Kranium
Diversi sono gli studi che hanno investigato sulla struttura del cranio del picchio rosso e le sue caratteristiche. È emerso che la sua particolarità nel proteggersi da lesioni è quella di essere in grado di assorbire e dissipare l’energia dell’impatto attraverso una combinazione di materiale esterno rigido e un tessuto cerebrale più morbido e elastico. A questo si aggiunge anche di avare cranio e becco non uniti, rispetto a quello che accade in molti altri uccelli. Inoltre, una cartilagine flessibile e spugnosa separa e funge da ammortizzatore per colpi e urti.
Caschi in cartone: sono davvero sicuri?
Surabhi ha deciso di testare quasi 150 materiali per l’impalcatura del casco sottoponendoli a crash test (un crash test è una procedura standardizzata per valutare la sicurezza di dispositivi di sicurezza. Per i caschi i test sono quello di impatto simulando collisioni o test in cui si valuta la penetrazione di oggetti appuntiti) cercando un materiale che mimassero questa flessibilità ma allo stesso tempo che avesse elevata resistenza. Quello che ha risposto ai test con migliori risultati è stato un materiale totalmente inaspettato: il cartone.
Chiaramente non un cartone qualunque. Il designer e il team han lavorato su come irrigidere a mantenere la flessibilità tipica dei materiali cartacei. Infatti, si tratta di uno speciale cartone a diversa densità e una struttura interna a nido d’ape. Una soluzione molto più efficiente del semplice polistirolo standard (usato per la sua leggerezza). Kranium assorbe quasi tre volte più forza e circa il 15% più leggero di altri caschi in commercio.
Gli aculei flessibili e resistenti dei ricci
Ci spostiamo in Ohio, negli stati uniti d’America. Qui è nata, dal fisico Nathan Swift insegnante alla Akron University e altri ricercatori, quali designer specializzati in biomimetica, l’idea di progettare caschi che sfruttino l’anatomia e la particolare flessibilità ma elevata resistenza degli aculei del riccio.
Swift insieme al suo team, sta sviluppando ormai da quattro anni, una fodera per caschi che possa migliorare l’assorbimento di urti e soprattutto la componente rotazionale più spesso subita in sport di scontro frontale. Allora perché non prendere spunto dai ricci che sembrano rimbalzare senza danneggiarsi anche da altezze piuttosto elevate? Dopo essersi riempiti l’ufficio di foto di ricci nelle posizioni più strane: ecco l’ispirazione.
Caschi con una speciale fodera interna per attutire gli urti
Il riccio cade e si raggomitola rotolando per proteggersi, quasi rimbalzando questo proprio grazie ai suoi aculei e ai tessuti morbidi sotto l’epidermide. Ciò che più incuriosiva i ricercatori era che nella caduta del riccio non c’è nulla di lineare e questo è un po’ quello che succede in un urto improvviso tra umani e durante un incidente. Sono molto efficienti anche perché gli aculei si piegano e si flettono all’impatto attutendo l’urto, un po’ come un cuscino (oltre che essere un arma di difesa contro i nemici perché appuntiti).
La disposizione, l’orientamento, la distanza tra gli aculei è ciò che hanno studiato e analizzato i ricercatori per riprodurre un prototipo polimerico stampato in 3D che ricreasse l’assoluto caos di aculei incrociati e poggiati casualmente sull’epidermide dell’animale e che potesse avere la stessa flessibilità di quegli aculei cartilaginei.
Nel 2019 l’azienda ha fabbricato il primo prototipo con ancora diversi limiti ma per ora hanno ottenuto un’ottima risposta ai crash test standard per l’attrezzatura sportiva che renderà questa un’alternativa valida nel miglioramento dei dispositivi sportivi di protezione.
Swift insieme al suo team, sta sviluppando ormai da quattro anni, una fodera per caschi che possa migliorare l’assorbimento di urti e soprattutto la componente rotazionale più spesso subita in sport di scontro frontale. Allora perché non prendere spunto dai ricci che sembrano rimbalzare senza danneggiarsi anche da altezze piuttosto elevate? Dopo essersi riempiti l’ufficio di foto di ricci nelle posizioni più strane: ecco l’ispirazione.
