Naukowcy sprawdzili urządzenia przytrzymujące dla dzieci w samochodach. Wyniki zaskakują

Grupa naukowców zajmująca się tematyką bezpieczeństwa przewożenia dzieci opublikowali w ubiegłym roku w czasopiśmie „MDPI Vehicles” wyniki badań porównawczych urządzeń przytrzymujących. Badania przeprowadzono dla fotelików bezpieczeństwa, podstawek podwyższających oraz paska regulującego wysokość pasów samochodowych

Smart Kid Belt i fotelik samochodowy podczas testów

Testy, których wyniki opublikowano w „MDPI Vehicles” przeprowadzono zgodnie z najnowszą regulacją nr 129 Europejskiej Komisji Gospodarczej Organizacji Narodów Zjednoczonych w zakresie przewozu dzieci i homologacji. Badanie miało na celu ustalenie, czy kilka z używanych obecnie urządzeń, spełniałoby nowe wymogi ONZ.

Nowa regulacja ONZ powstała po to, by lepiej chronić dzieci przewożone w samochodach osobowych i określić nowe, surowsze zasady homologacji urządzeń przytrzymujących. Zgodnie ze statystykami Organizacji Narodów Zjednoczonych najwięcej dzieci przewożonych jako pasażerowie ginie w krajach wysoko rozwiniętych, m.in. państwach członkowskich Unii Europejskiej, USA, Australii i… Federacji Rosyjskiej. Na podstawie tych właśnie statystyk i aktualnej wiedzy inżynieryjnej wdrożono nową regulację ONZ nr 129, zwaną również „homologacją I size”. Najważniejszą zmianą względem poprzednio obowiązującej (nr 44) jest konieczność rejestracji większej ilości parametrów, które nie mogą być przekroczone podczas testów dynamicznych urządzeń przytrzymujących. Ww. wytyczne wymagały wprowadzenia nowej serii manekinów serii Q o znacznie zwiększonych możliwościach pomiarowych.

Do tej pory mierzono parametry bezpieczeństwa podczas uderzenia przedniego z prędkością 50 km/h. Według nowej regulacji ONZ mierzyć należy również wielkości dynamiczne dla uderzenia bocznego przy prędkości 24 km/h. Oprócz tego nowa dyrektywa między innymi wydłuża obowiązek przewożenia dziecka tyłem do kierunku jazdy do 15 miesiąca życia oraz promuje montaż za pomocą systemu ISOFIX ze względu na mniejszą szansę nieprawidłowego zamontowania fotelika.

Porównanie Regulacji nr 44 i 129. Źródło: UNECE, UN Regulation No 129 Increasing the safety of children in vehicles For policymakers and concerned citizens, dostępne on line: https://unece.org/fileadmin/DAM/trans/publications/WP29/CHILD_RESTRAINT_SYSTEMS_brochure.pdf

W związku z nowymi wymogami, grupa naukowców sprawdziła, czy kilka z obecnie używanych urządzeń przytrzymujących spełniłoby nowe normy bezpieczeństwa. W badaniu brał udział m.in. polski Smart Kid Belt. Symulacje zostały przeprowadzone w akredytowanej jednostce badawczej zgodnie z wytycznymi zawartymi w Regulaminie nr 129 EKG/ONZ.

Każde urządzenie było montowane na wózku badawczym, któremu nadawano odpowiednią prędkość. Każdy test był przeprowadzany w tych samych warunkach: tego samego dnia i w tej samej temperaturze, tak, aby badanie było porównywalne i rzetelne. Na 48 godzin przed badaniem urządzenia zostały zmagazynowane w specjalnym klimatyzowanym pomieszczeniu. Do badania użyto manekina z serii Q porównywalnego anatomicznie i wagowo do ciała sześcioletniego dziecka. Po testach wyniki urządzeń porównano. Warto podkreślić, że artykuł w „MDPI Vehicles”, który opublikował zespół z Polski, przeszedł procedurę peer-review, podobną do polskiej procedury recenzji naukowej. Recenzje tekstu są dostępne publicznie, jak i odpowiedzi zespołu badawczego. W artykule zostały uwzględnione uwagi oraz sugestię recenzentów.

Poszczególne urządzenia na wózku badawczym. Źródło: Comparative Analysis of Child Restraint Systems. Safety Parameters in Relation to the New Regulation No. 129 of the Economic Commission for Europe of the United Nations (UN/ECE), Vehicles 2020, 2. Dostępne on-line: https://www.mdpi.com/2624-8921/2/1/8

Czujniki odnotowywały:
• przyspieszenie wózka badawczego,
• przyspieszenie głowy manekina (najwyższa wartość nie mogła przekroczyć wartości 80 g i nie może trwać dłużej niż 3 ms),
• przyśpieszenie klatki piersiowej manekina (55 g, maksymalnie przez 3 ms),
• siłę i moment zginający w górnym odcinku kręgosłupa szyjnego,
• deformację klatki piersiowej,
• nacisk na prawą i lewą stronę części brzusznej manekina

Badanie przeprowadzono na pięciu urządzeniach o różnej konstrukcji produkowanych na całym świecie:
• Smart Kid Belt (Polska)
• Britax Römer Kid II (Niemcy)
• Combi Booster Seat (Chiny)
• Combi Joy Trip Egg Shock (Chiny)
• Concord Transformer X (Hiszpania)

Wynikowe przyśpieszenie klatki piersiowej

Test wykazał, że wszystkie badane urządzenia uzyskały przyspieszenie poniżej 55 g w czasie łącznie krótszym niż 3 ms w obrębie klatki piersiowej.

Przyspieszenie w obrębie klatki piersiowej. Źródło: Vehicles 2020, 2.

Przyspieszenie w obrębie klatki piersiowej. Źródło: Vehicles 2020, 2.

Pierwszy wykres pokazuje w jaki sposób przyspieszenie zmieniało się
w czasie i pozwala na porównanie sposobu działania poszczególnych urządzeń. Każde z nich odnotowało inne przebiegi opóźnienia, również
w zakresie wartości maksymalnych.

Warto zauważyć, że Smart Kid Belt i Britax Römer Kid II najlepiej wypadają w teście, pomimo że wszystkie urządzenia test zdały pomyślnie, co pokazuje kolejny wykres słupkowy. Pokazuje on, ile procent z wartości przyśpieszenia dopuszczalnej Regulacją nr 129 osiągnęły poszczególne urządzenia podczas badania.

Wynikowe przyspieszenie głowy manekina

Jeśli chodzi o wynikowe przyspieszenie głowy to jego wartość nie może przekraczać 80 g. W przypadku Smart Kid Belt odnotowano ponownie najszybsze „wyłapanie” tej siły działającej na dziecko i reakcję szybszą o 8 ms. Co ciekawe, Römer Kid II, który poradził sobie świetnie, jeśli chodzi o przyśpieszenie klatki piersiowej, tu działa inaczej.

Przyspieszenie głowy. Źródło: Vehicles 2020, 2.

Przyspieszenie głowy. Źródło: Vehicles 2020, 2.

Jak podkreślają autorzy artykułu, każde z urządzeń ze względu na indywidualne cechy konstrukcyjne może działać w inny sposób na poszczególne części ciała i również inaczej zachowywać się w czasie. Co istotne każda z sił działających na ciało dziecka ma swoje uwarunkowania. W poprzedniej regulacji ONZ wiele z omawianych w artykule parametrów urządzeń przytrzymujących miało znaczenie wyłącznie badawcze i dostarczało dodatkowych informacji dla producenta. Dziś bez ich spełnienia homologacja urządzenia będzie niemożliwa.

Siła w odcinku szyjnym kręgosłupa i moment zginający szyi

Zgodnie z nową regulacją jednym z najważniejszych parametrów są siły działające w odcinku szyjnym kręgosłupa i momenty zginające szyi. Ponieważ aż 25 proc. wagi 9-miesięcznego dziecka stanowi głowa (u dorosłego jest to około 6 proc.), urazy głowy oraz kręgosłupa w odcinku szyjnym są dla dzieci bardziej niebezpieczne. Kręgosłup dziecka nie jest jeszcze na tyle dojrzały, aby utrzymać ciężar głowy i amortyzować wszystkie wstrząsy, którym zostanie poddany, a jego kręgi nie są kośćmi. Co więcej, krążki międzykręgowe nie są mają zdolności pełnej amortyzacji. Ma to ogromne znaczenie w przypadku kolizji z udziałem dzieci.

W przeprowadzonych badaniach wykazano, że ponownie wszystkie testowane urządzenia spełniłyby nowe normy ONZ co do sił działających na odcinek szyjny kręgosłupa, jednak radziły sobie z tym w różny sposób.

Siła działająca na odcinek szyjny kręgosłupa. Źródło: Vehicles 2020, 2.

Smart Kid Belt ponownie wypadł najlepiej – siły działające na manekin były najmniejsze i czas reakcji był najszybszy. Najgorzej wypadł Concord Transformer X. Maksymalna siła, jaką osiągnął to 2099.58 N w 106.9 ms,
a moment zginający wyniósł 53.41 Nm w 106.3 ms.

Co ciekawe – nowoczesne manekiny typu Q pozwalają odczytywać ten parametr. Jednak – o dziwo – nie został on wzięty pod uwagę w nowym regulaminie ONZ – R129. Urządzenia przytrzymujące dla dzieci nie będą więc sprawdzane pod tym kątem. Dlaczego? Nie wiadomo.

Deformacja klatki piersiowej i brzucha

Największe obawy wśród rodziców co do używania urządzeń przytrzymujących zamiast fotelików budzi obawa o ucisk na podbrzusze
i klatkę piersiową. Okazuje się, że w testach foteliki wcale nie muszą wypadać lepiej.

Ściśnięcie klatki piersiowej. Źródło: Vehicles 2020, 2.

Tłumacząc ten wykres z języka nauki na bardziej zrozumiały: im większe jest ściśnięcie klatki piersiowej, tym niżej przebiega linia wykresu. Im równiejsza linia, tym lepiej. Ponownie najlepiej wypadł Smart Kid Belt z wynikiem – 16,49 milimetra po 99,8 milisekundach. Najgorzej wypadło urządzenie Combi Joy Trip Egg Shock z – 33,76 milimetrami po 110,5 milisekundach.

Z kolei nacisk na jamę brzuszną, czyli pomiar wartości ciśnienia mierzy się w barach, jak ciśnienie atmosferyczne i w badaniu dokonuje się rejestracji dla części prawej i lewej. Im mniej barów tym lepiej. Co istotne, jest to pierwszy test, w którym któreś z urządzeń nie zdało egzaminu i nie spełniło norm nowej regulacji 129. Poniżej prezentujemy zestawienie pomiarów prawej i lewej strony.

Nacisk na prawą stronę jamy brzusznej. Źródło: Vehicles 2020, 2.

Nacisk na lewą stronę jamy brzusznej. Źródło: Vehicles 2020, 2.

“Ucisk” z lewej strony wypadł relatywnie nisko i wszystkie urządzenia zdały ten egzamin na dobrym poziomie. Zupełnie inaczej ma się sprawa z prawą stroną. Tu testu „nie zdał” Combi Joy Trip Egg Shock.

Podsumowanie? Fotelik nie zawsze jest najbezpieczniejszym rozwiązaniem

Autorzy badania konkludują, że ze względu na różnicę w poszczególnych parametrach, trudno jest mówić o idealnym urządzeniu przytrzymującym. Wszystkie urządzenia są zbudowane inaczej, co powoduje różną skuteczność w różnych punktach bezpieczeństwa. Podają za przykład Smart Kid Belt, który miał najniższy (czyli najlepszy) parametr HPC (Head Performance Criterion) na poziomie 25,5 proc. oraz najlepsze wyniki, jeśli chodzi o Head Resultant Acceleration z wynikiem 61 proc., natomiast w pozostałych obszarach inne urządzenia wypadły lepiej. Z kolei spośród badanych urządzeń najlepszą ochronę dla części brzusznej oferuje Combi Booster Seat ze wskaźnikiem 18,6 proc. po lewej stronie i 33,1 proc. po prawej.

Co to oznacza dla przeciętnego konsumenta? Przede wszystkim badanie podważa to, co do tej pory było truizmem wśród sprzedawców fotelików. Sam fakt, że dziecko przewożone jest w foteliku, a nie w urządzeniu przytrzymującym innego typu, nie gwarantuje mu najlepszego rodzaju zabezpieczenia. Wyniki testów zderzeniowych powinny mieć decydujący wpływ na zakup urządzenia. Niestety, niewielu producentów decyduje się na ich upublicznianie, a szkoda, bo dyskurs w temacie bezpieczeństwa przewozu dzieci oderwany od twardych danych nie prowadzi do konstruktywnych wniosków i realnej zmiany. Tymczasem w wypadkach samochodowych na polskich drogach ginie więcej osób niż w Albanii. W tym dzieci…

ai

Źródło: Comparative Analysis of Child Restraint Systems Safety Parameters in Relation to the New Regulation No. 129 of the Economic Commission for Europe of the United Nations (UN/ECE)