Come funzionano i crash test delle auto

La sicurezza in caso d’incidente stradale è una delle caratteristiche più importanti delle automobili: la capacità di evitare danni a guidatore, passeggeri e pedoni in caso di scontro, specie negli ultimi vent’anni, è diventata una delle priorità fondamentali dell’industria automobilistica. I produttori sono spinti in questa direzione da normative sempre più esigenti e da clienti sempre più consapevoli e sensibili verso il fenomeno delle “vittime della strada”: secondo i dati dell’Istituto nazionale di statistica (ISTAT), nel 2013 solo in Italia ci sono stati 181.227 incidenti stradali, che hanno provocato 3.385 morti e 257.421 feriti.

La sicurezza applicata alle auto è un concetto molto ampio da un punto di vista tecnico e si può dividere fondamentalmente in due tipi: quella attiva e quella passiva. La sicurezza attiva riguarda la capacità di un’auto di prevenire il verificarsi d’incidenti stradali, mentre la sicurezza passiva è quella che si occupa di limitare i danni conseguenti agli scontri. Per esempio un dispositivo di sicurezza attiva molto noto – diventato obbligatorio in Europa su tutte le auto nuove dal luglio 2004 – è l’ABS (Antilock Braking System, sistema anti bloccaggio), che riduce gli spazi di frenata di un’auto perché impedisce alle ruote di bloccarsi e quindi di perdere aderenza in caso di frenata improvvisa o su fondi scivolosi. I dispositivi di sicurezza passiva più conosciuti e comuni, invece, sono le cinture di sicurezza e gli airbag; oltre al telaio e alla carrozzeria dell’auto, che come elementi strutturali sono i primi responsabili nell’evitare danni agli occupanti in caso d’incidente.

Come è nata e cos’è Euro NCAP
Fino alla metà degli anni Novanta in Europa non esisteva un metodo scientifico per “misurare” quanto un’auto fosse sicura: la ricerca sui dispositivi di prevenzione o riduzione delle conseguenze degli incidenti era lasciata alle singole case produttrici e nella scelta dell’auto i clienti dovevano affidarsi alla dotazione del modello, alla fama del costruttore o alle informazioni pubblicitarie. Già negli anni Settanta, però, alcuni governi europei cominciarono a collaborare con l’European Experimental Vehicles Committee (EEVC, Comitato europeo veicoli sperimentali) in materia di sicurezza delle automobili e nei primi anni Novanta questo progetto creò una serie di “crash test” per studiare la protezione dei passeggeri in caso d’impatto frontale e laterale, oltre a test per valutare i danni ai pedoni in caso d’incidente.

Nonostante l’opposizione iniziale dell’industria automobilistica a una normativa europea per i test EEVC, nel giugno del 1994 il ministero dei trasporti del Regno Unito approvò un NCAP (New Car Assessment Programme, programma di valutazione delle auto nuove) ispirato a quello già attivo negli Stati Uniti d’America dal 1979, con l’intenzione di espandere il programma a tutta l’Europa. Il coinvolgimento della Commissione Europea nel 1995 e l’adesione al progetto da parte di altri enti di sicurezza stradale – la Swedish National Road Administration (SNRA), la Federazione Internazionale dell’Automobile (FIA) e Testing International – portò infine nel 1997 alla creazione del programma indipendente Euro NCAP, a cui attualmente partecipano anche sette governi europei e numerose organizzazioni di tutela dei consumatori.

Euro NCAP – la cui segreteria ha sede a Bruxelles, in Belgio – si occupa di definire le regole di valutazione della sicurezza passiva e attiva delle automobili nuove e di applicarle tramite una serie di simulazioni d’urto frontale, laterale, contro un palo e contro persone. I risultati dei test sono resi pubblici e valutati con l’assegnazione di un voto espresso in cifre e in stelle (da una a cinque), quest’ultimo pensato per aiutare i consumatori a confrontare facilmente i diversi modelli.

La partecipazione ai test del programma non è obbligatoria: i modelli sono scelti in modo indipendente da Euro NCAP per iniziativa propria o su suggerimento dei suoi membri, oppure – cosa che accade sempre più spesso – i costruttori possono sottoporre volontariamente ai crash test le proprie auto nuove. In Europa, per essere legalmente messe in commercio, le auto nuove devono rispettare i requisiti contenuti nella direttiva quadro 2007/46/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, che disciplina “l’omologazione dei veicoli a motore e dei loro rimorchi, nonché dei sistemi, componenti ed entità tecniche destinati a tali veicoli”: le regole adottate da Euro NCAP nei crash test sono ispirate alla normativa europea, ma il programma non si limita al minimo richiesto per legge e impone requisiti di valutazione più severi, oltre ad aggiornare costantemente i propri standard per spingere i costruttori a migliorare la sicurezza delle proprie auto.

I crash test Euro NCAP
Nel 2009 Euro NCAP ha introdotto la “valutazione complessiva di sicurezza” che si basa sui risultati ottenuti dal modello di auto in quattro aree: protezione degli adulti (guidatore e passeggero), protezione dei bambini, protezione dei pedoni e tecnologie di assistenza alla guida, definite Safety Assist.

Il punteggio di sicurezza degli adulti è ricavato dai test d’impatto frontale, laterale e da quello del cosiddetto “colpo di frusta”, il trauma della colonna vertebrale che accade spesso nei tamponamenti posteriori a basse velocità e per le cui cure in Europa, secondo Euro NCAP, si spendono ogni anno circa 10 miliardi di euro. I crash test prevedono due tipi di urti frontali: quello disassato, in vigore dal 1997, e quello su tutta la larghezza dell’auto, introdotto quest’anno.

Il test frontale disassato (chiamato overlap test in inglese) simula il classico incidente frontale tra due auto che procedono sulla stessa strada in direzioni opposte: di solito nella realtà le auto non sono perfettamente una di fronte all’altra ma leggermente sfalsate perché ciascuna procede nella propria corsia, perciò nella simulazione l’impatto coinvolge solo il 40 per cento del “muso” dell’auto. Il modello testato è fatto sbattere alla velocità di 64 km/h contro una barriera deformabile che simula l’impatto tra due auto dello stesso peso che procedono entrambe a 50 km/h. A bordo ci sono due manichini uomo sui sedili anteriori e un manichino bambino per ciascun posto posteriore, trattenuti da seggiolini o cinture di sicurezza. Il test valuta il modo in cui la struttura dell’auto resiste allo scontro: per ottenere un punteggio alto, le forze d’urto devono essere orientate non sui passeggeri, ma sulle parti del veicolo in grado di assorbire più energia e queste devono deformarsi (il termine tecnico utilizzato è “collassare”) in modo controllato, lasciando il più possibile intatto l’abitacolo che contiene i passeggeri. Tra i sintomi di una protezione elevata, uno dei più evidenti è la condizione delle portiere anteriori dopo lo scontro: se si aprono senza problemi nonostante il frontale distrutto, significa che la struttura e in particolare i montanti anteriori – la barra verticale che sostiene il parabrezza – non si sono deformati, quindi i passeggeri potranno uscire autonomamente dall’auto dopo l’incidente. Anche se a una prima impressione può sembrare strano, nei fatti un’auto è più sicura se è in grado di “rompersi al meglio” per proteggere i passeggeri. Questo dato smentisce, tra le altre cose, il luogo comune secondo cui le auto “vecchie” sarebbero più sicure perché fatte con materiali più resistenti: proprio perché si deformano meno nelle parti intorno all’abitacolo, le auto di una certa età sono meno capaci di assorbire l’energia dello scontro e quindi di preservare l’abitacolo e i suoi occupanti.

All’interno, invece, il test si concentra sull’efficacia degli airbag e su volante e pedali: per evitare che feriscano la faccia o le gambe del guidatore, in caso d’incidente il volante e i pedali devono avere un movimento all’indietro limitato e controllato.

Il secondo tipo di test frontale coinvolge tutta la larghezza dell’auto ed è stato adottato quest’anno per misurare i danni causati dalle cinture di sicurezza – in gergo tecnico “sistemi di ritenuta” – al torace dei passeggeri più vulnerabili, come anziani e bambini. Poiché negli ultimi anni per ragioni di sicurezza la struttura delle auto nuove è diventata più rigida, alcune parti del corpo in caso d’impatto subiscono una decelerazione maggiore: il test, eseguito contro una barriera rigida a 50 km/h con due piccoli manichini donna sul sedile del conducente e su quello posteriore, mira a valutare l’efficacia delle cinture di sicurezza e la loro capacità di evitare lesioni gravi al torace. Per ridurre questo rischio, la casa automobilistica statunitense Ford ha dotato la sua nuova berlina Mondeo di airbag integrati nelle cinture posteriori: in caso d’impatto, il cuscino si gonfia e la forza dell’urto viene assorbita da un’area cinque volte più grande rispetto a quella di una cintura tradizionale, portando così a una maggiore dispersione dell’energia e riducendo le possibilità di subire traumi.

Dopo quelli frontali, gli impatti laterali sono al secondo posto tra le cause di morti e lesioni gravi in auto: nel caso di scontro laterale non c’è il cofano anteriore ad assorbire parte dell’energia dell’urto, quindi le lesioni alla testa e al torace sono piuttosto comuni. Per verificare che i montanti laterali dell’auto – le parti della scocca tra le portiere, che ne costituiscono la struttura portante – siano abbastanza resistenti, che le portiere abbiano strutture di assorbimento adeguate e che gli airbag laterali per fianchi e testa siano efficaci, il test Euro NCAP prevede che una barriera mobile deformabile venga proiettata a 50 km/h contro l’auto, all’interno della quale si trovano un manichino uomo al posto di guida e manichini bambini nei sedili posteriori. Un altro tipo d’impatto laterale è simulato tramite il cosiddetto “test del palo”, che valuta la protezione per la testa del guidatore in caso di scontro con un palo o un albero a bordo strada, incidenti che possono avvenire se si perde il controllo dell’auto in curva a causa della velocità o dell’asfalto scivoloso. In questo caso, il test Euro NCAP riproduce l’impatto laterale di un’auto contro un palo rigido di 25,4 centimetri di diametro alla velocità di 32 km/h, con un singolo manichino uomo al posto di guida.

Il test del colpo di frusta è stato adottato nel 2009 per valutare se i sedili e i poggiatesta sono stati progettati in modo da proteggere la testa dei passeggeri e impedirne il movimento eccessivo. I sedili e i poggiatesta vengono testati su una slitta con un manichino, a velocità comprese tra 16 e 24 km/h, simulando la gamma delle forze d’urto che si verificano in caso d’incidente, così da riuscire a valutare la protezione contro il colpo di frusta.

Per migliorare la prevenzione degli incidenti a basse velocità, dal 2014 Euro NCAP assegna punti in più alle auto dotate di sistemi di frenata autonoma d’emergenza (AEB, autonomous emergency braking), che sono in grado di rilevare la possibilità di un incidente imminente e intervengono frenando l’automobile. In questo caso, l’auto viene proiettata verso la parte posteriore di un falso veicolo a velocità tra i 10 e i 50 km/h mentre il guidatore evita deliberatamente di frenare: il test valuta quanto il sistema sia in grado di ridurre la velocità d’impatto o se riesca a fermare completamente l’auto, evitando l’incidente.

La valutazione di sicurezza dei bambini include tre aspetti: la protezione offerta dalle cinture di sicurezza negli scontri frontali e laterali, la capacità del modello di ospitare seggiolini di varie dimensioni (i manichini del test riproducono un bambino di 18 mesi e uno di 3 anni) e la disponibilità di accessori per il trasporto sicuro dei bambini, come gli attacchi Isofix e la disattivazione dell’airbag anteriore lato passeggero.

Il punteggio per la protezione dei pedoni, invece, valuta il rischio di lesioni alla testa, al bacino, alle cosce e ai polpacci in caso d’incidente tra un’auto e un pedone. Secondo Euro NCAP, circa il 14 per cento degli incidenti stradali in Europa coinvolge persone a piedi: la maggior parte di questi scontri avviene in città, a velocità ridotta. Poiché la forma del cofano, del paraurti e del parabrezza possono influire in modo determinante sui danni fisici ai pedoni, tramite una serie di test a 40 km/h Euro NCAP simula l’impatto di varie parti del corpo utilizzando manichini adulto o bambino.

Per ottenere buoni risultati in questo tipo di prove, le case automobilistiche negli ultimi anni hanno studiato diverse soluzioni: le più semplici e diffuse riguardano la progettazione dell’anteriore, che prevede forme smussate per evitare spigoli contundenti e un ampio spazio che faccia da “tampone” tra cofano e motore. I sistemi più evoluti, invece, prevedono airbag esterni che in caso d’incidente fuoriescono dal cofano per ammorbidire l’impatto col pedone – questo dispositivo è presente sulla Volvo V40 – o cofani che s’inclinano grazie a piccole cariche esplosive per “accompagnare meglio” il corpo del pedone investito.

I test sulle tecnologie di assistenza alla guida
Oltre a valutare i dispositivi di sicurezza passiva, Euro NCAP si occupa anche di testare le tecnologie studiate per evitare incidenti e ridurre il rischio di lesioni in modo attivo. Tra il 2009 e il 2014, il programma ha condotto test a 80 km/h sui sistemi elettronici di stabilità delle auto (conosciuti con il nome di ESP, dal tedesco Elektronisches Stabilitätsprogramm, o ESC, dall’inglese Electronic Stability Control) e sulla loro efficacia nell’aiutare il guidatore a mantenere il controllo dell’auto, ma poiché dal 2014 in Europa l’ESC è diventato obbligatorio su tutte le auto nuove, Euro NCAP non valuta più questi sistemi.

L’attuale punteggio Safety Assist di Euro NCAP si basa su test che riguardano l’efficacia dell’avviso cinture di sicurezza non allacciate (SBR, Seat Belt Reminder) e del limitatore di velocità (SAS, Speed Assistance Systems). A questi si aggiungono i test sul sistema di frenata autonoma d’emergenza interurbano – simile a quello già visto per il colpo di frusta, ma eseguito a velocità superiori – e quelli sui sistemi di mantenimento della corsia. Questi dispositivi sono di due tipi: il Lane Departure Warning (avviso di superamento della corsia) avvisa il guidatore quando l’auto cambia corsia senza che siano state inserite le frecce, evitando che l’allontanamento involontario dalla propria corsia possa causare l’uscita di strada, l’urto contro un ostacolo o un incidente con un’altra auto. Il Lane Keeping Support (aiuto di mantenimento della corsia), invece, agisce attivamente sul volante per correggere la direzione dell’auto e aiutare il guidatore a mantenersi nella corsia di marcia.