Modellazione multicorpo per la valutazione delle severità delle lesioni da impatto = Multibody modelling for assessment of severity of impact injuries

Questo scritto di tesi prevede lo sviluppo di un modello multibody, che permetta di valutare la severità delle lesioni che possono presentarsi su un soggetto nel caso in cui esso venga investito da un grave. Partendo da un caso reale l’obiettivo è trovare i valori delle forze di contatto per le quali si possono avere lesioni mortali sul corpo umano. Nel primo capitolo verrà spiegato cosa si intende con il termine ingegneria forense e la sua applicazione nell’ambito biomedico e specificatamente nella biomeccanica. Verranno mostrati quali sono i principali ragionamenti che contraddistinguono il lavoro di un perito di bioingegneria forense e verranno evidenziati i potenziali limiti di questa disciplina. Infine, verrà mostrato un breve resoconto di un incidente mortale sul lavoro occorso su un soggetto di sesso maschile, che ha portato alla necessità di un modello multibody per poter interpretare e capire i fatti accaduti. All’interno del capitolo due verrà mostrata una panoramica dell’anatomia di diversi distretti con riferimento alle lesioni riscontrate nell’infortunato. Verranno quindi viste in dettaglio le anatomie dei settori: testa, torace e arti inferiori. Oltre a una visione anatomica, verranno discusse le principali lesioni a carico di ciascun distretto, e la risposta meccanica delle diverse anatomie in base a diverse condizioni di carico. Proseguendo, nel capitolo tre sarà descritto cosa si intende per sistemi multibody e la loro applicazione nei diversi settori ingegneristici. Verrà brevemente richiamata la teoria dinamica, e in seguito verrà introdotta la modellazione multibody, il suo scopo, come viene utilizzati. Verranno presentati alcuni software usati per la modellazione multibody in ambito biomedico. Verrà fatta una breve descrizione su come costruire un modello multibody in Adams in particolare la geometria, le forze modellizzate e i parametri di simulazione come l’integratore, l’errore considerato, e il time step utilizzato. Nel capitolo quattro verrà spiegata la teoria del contatto di Hertz. Successivamente verrà mostrato il modello iniziale che è stato realizzato, si tratta del modello della palla che rimbalza. Questo modello è stato realizzato per vedere in che modo i parametri influenzano la forza di contatto. Successivamente verrà discusso il modello realizzato con il software Adams MCS. Si partirà da un modello iniziale molto semplice, per poi via via andare a complicarlo, cercando di renderlo il più possibile simile a una situazione reale. Verranno confrontati i vari modelli tra di loro, per poter individuare quello che è il più completo ma allo stesso tempo snello da punto di vista computazionale. I modelli presi in considerazione sono posti nella condizione più pericolosa possibile, quella della massima distanza balla-testa. Nel capitolo cinque saranno evidenziati i risultati dei diversi modelli con annessi i rispettivi grafici delle diverse grandezze prese in considerazioni. Verranno evidenziati soprattutto i risultati relativi alla forza di contatto, tra il sistema che colpisce il soggetto e le parti del corpo lesionate. Nel capitolo sei verranno tratte le conclusioni del lavoro, cioè quale modello è il più adeguato a poter rappresentare l’infortunio occorso. In seguito, verranno esposti gli sviluppi futuri non solo per quanto riguarda il modello e la risoluzione del caso in esame, ma anche di futuri approcci per la biomeccanica forense.