1. Las partes de un casco de bicicleta: cáscara dura, capa interior blanca y correas
Los cascos de bicicleta están compuestos por una cubierta exterior, un material de absorción de impactos (forro) interior y correas para la barbilla. El informe del gobierno de Tokio explica que, al caer, la cáscara y el forro se deforman o se rompen para absorber la energía del impacto, lo que reduce el daño a la cabeza [1].
Lo importante aquí es que el casco no "rebota" el impacto, sino que se deforma para recibirlo. La parte que se deforma más es el forro. El poliestireno expandido, usado frecuentemente en los forros, es un conjunto de innumerables burbujas donde el volumen es aproximadamente 98% aire y solo el 2% es material [2]. Por eso, es un material fácil de aplastar y excelente para amortiguar. Sin embargo, este valor es del poliestireno general; la densidad de los forros de casco cambia según el producto.
El informe del Consejo de Seguridad de Productos de Tokio Metropolitano resume que la cáscara y el forro absorben la energía cinética al hundirse o destruirse durante una caída, reduciendo el daño en el cráneo [1].
2. Cómo la capa interior alarga el tiempo de frenado de la cabeza (unos 6 milisegundos)
Cuando la cabeza golpea el suelo duro, se detiene en un instante. Cuanto más corto sea el tiempo hasta la detención, mayor será la fuerza sobre la cabeza. El forro del casco alarga ligeramente este tiempo al aplastarse, suavizando la fuerza que recibe la cabeza.
La página del Instituto de Seguridad de Cascos de Bicicleta de EE. UU. (BHSI) explica que el forro, mientras se aplasta, convierte parte de la energía del choque en calor y alarga el tiempo hasta que la cabeza se detiene. En su ejemplo, la cabeza se detiene en aproximadamente 6 milisegundos [3]. 6 milisegundos son 0,006 segundos. Esta cifra es una referencia mencionada en esa misma página y no es un valor común a todos los choques.
Para entenderlo, imagina atrapar una pelota de béisbol con un guante: si tiras la mano hacia atrás mientras la recibes, no duele. Pero el forro no puede volver a su forma como la mano; gana tiempo aplastándose. Según la misma página, cuánto reduce la fuerza del golpe depende de las propiedades de la espuma y su grosor [3].
3. Cómo se prueban los cascos: un modelo de cabeza que cae sobre una base metálica
En estas pruebas, se usa un modelo de cabeza humana con casco puesto y se deja caer sobre una base metálica (yunque) para medir la aceleración del impacto [1].
Según el informe de Tokio, la norma SG para cascos de bicicleta exige que la aceleración de impacto sea de 2.940 m/s² (300G) o menos, y que el tiempo durante el cual supera los 1.470 m/s² (150G) sea de 4 milisegundos o menos [1]. 1G es la aceleración de la gravedad; 300G significa 300 veces la gravedad terrestre.
Es decir, no solo se mira la magnitud, sino también "si el tiempo de fuerza alta es corto". También se mide cuánto dura la aceleración alta. No obstante, esto es un extracto de la norma SG; las normas JIS y EN tienen condiciones de prueba diferentes.
El mismo informe señala que hubo una gran diferencia en la absorción de impactos entre cascos sin etiqueta de norma para bicicleta y cascos con norma para bicicleta [1]. Además, las simulaciones por computadora muestran que, en un impacto contra un bordillo, usar casco reduce la presión sobre el cerebro [1]. Esto es un resultado de cálculo, no una medición real.
4. Qué pasa con la protección del casco al recibir tres golpes en el mismo lugar
En la prueba de Tokio, se dejó caer un casco de bicicleta con norma SG desde una altura de aproximadamente 1,1 m, golpeando tres veces seguidas el mismo lugar (la frente). Cada vez que se aplicaba el impacto, la capacidad de absorción disminuía [1].
Leyendo el gráfico del informe, la aceleración de impacto sube a aproximadamente 119G, 297G y 590G. La tercera vez es unas 5 veces la primera, y casi el doble del límite superior de la norma SG (300G). Sin embargo, esta lectura proviene del gráfico de una sola muestra y no se puede aplicar a todos los cascos.
Como razón, el BHSI explica que muchas espumas rígidas pierden su capacidad de suavizar el impacto cuando las paredes de las burbujas se aplastan, por lo que recomiendan cambiar el casco tras un impacto [3]. Esto se refiere a "la mayoría de las espumas rígidas" y no aplica a todos los materiales.
Si entendemos que la "capa casi de aire" inicial es una capa que funciona aplastándose, también vemos por qué se recomienda cambiar el casco tras un impacto grande.
5. Por qué un golpe en ángulo hace que Por qué un golpe en ángulo puede hacer que el cerebro gire dentro del cráneo
Cuando la cabeza golpea en ángulo, el cerebro sigue moviéndose o estirándose incluso después de que la cabeza se detiene bruscamente. Sobre este "movimiento de rotación", el profesor Kleiven de la Universidad Real de Tecnología de Suecia (KTH) explica que la rotación estira más los tejidos cerebrales y puede llevar a lesiones graves [4].
Una idea para reducir esta rotación es MIPS. Es un sistema que coloca una capa que se desliza con facilidad dentro del casco, permitiendo que el casco se deslice ligeramente sobre la cabeza en impactos oblicuos, reduciendo el movimiento rotacional que llega al cerebro [5]. Fue desarrollado en Suecia a finales de los 90 y sus tres creadores recibieron el Premio Polhem en 2019 [5].
Sin embargo, MIPS no es un sistema de certificación, sino el nombre de un mecanismo incluido en los productos. Como las cifras sobre su eficacia provienen principalmente de explicaciones de la empresa, aquí nos limitamos a explicar el mecanismo.
6. Cómo ver con envases de poliestireno que el material aplastado no se recupera
Puedes usar bandejas de comida lavadas y secas, o los bordes de cajas de poliestireno. No son iguales a los forros de casco, pero te darán una idea de cómo se comporta "si se aplasta, no vuelve".
Presiona lentamente el borde con el pulgar para hundirlo y suelta para ver si vuelve. Luego, presiona el mismo lugar otra vez y compara si si cuesta más o menos aplastarlo la segunda vez. Si notas una diferencia o no, depende del material y grosor de la bandeja, así que no es necesario forzar los resultados.
Al elegir un casco, puedes fijarte en si tiene una etiqueta que coincida con la norma para bicicleta y si ha recibido un gran impacto alguna vez. La fuente original, el resumen del informe de Tokio, explica hasta cómo leer los gráficos [1].
Para no cortarte con los bordes o partes puntiagudas, revisa bien los bordes antes de usarlos y haz esta actividad con un adulto.