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Detector de impactos

Detector de impactos en un paquete
Se pueden montar detectores de impacto en los cascos deportivos para ayudar a controlar los impactos.

Un detector de impacto , indicador de impacto o monitor de impacto es un dispositivo que indica si se ha producido un impacto o choque físico . Suelen tener una salida binaria ( pasa/no pasa ) y a veces se denominan dispositivos de sobrecarga por impacto . Los detectores de impacto se pueden utilizar en envíos de artículos valiosos frágiles para indicar si puede haberse producido una caída o un impacto potencialmente dañino. También se utilizan en cascos deportivos para ayudar a estimar si puede haberse producido un impacto peligroso. [1]

Por el contrario, un registrador de datos de choque es un sistema de adquisición de datos para el análisis y registro de pulsos de choque.

Descripción general

Los choques e impactos suelen especificarse por la aceleración máxima expresada en gs (a veces denominadas fuerzas g ). La forma del pulso de choque y, en particular, la duración son igualmente importantes. [1] Por ejemplo, un choque corto de 1 ms y 300 g tiene poco potencial de daño y, por lo general, no es de interés, pero un choque de 20 ms y 300 g puede ser crítico. Dependiendo del uso, la respuesta a esta sensibilidad temporal de un detector de choque debe coincidir con la sensibilidad del elemento que se pretende monitorear.

La ubicación de montaje también afecta la respuesta de la mayoría de los detectores de impacto. Un impacto en un elemento rígido, como un casco deportivo o un paquete rígido, puede responder a un impacto de campo con un pulso de impacto irregular que, sin un filtrado adecuado, es difícil de caracterizar. Un impacto en un elemento acolchado suele tener un pulso de impacto más suave y, por lo tanto, respuestas más consistentes del detector de impacto.

Los choques son cantidades vectoriales y la dirección del choque es importante para el elemento de interés. Los detectores de choque también pueden ser muy sensibles a la dirección del choque de entrada. [1]

Un detector de choque puede evaluarse:

El uso de métodos de prueba adecuados y protocolos de verificación y validación son importantes para todas las fases de la evaluación.

Tecnologías

Existe una amplia variedad de tecnologías disponibles, que van desde indicadores analógicos simples hasta dispositivos electrónicos más sofisticados. Por lo general, un dispositivo proporciona una indicación óptica de un evento desencadenado, pero a veces se pueden proporcionar señales eléctricas o RFID. Cientos de detectores de impacto se describen en patentes enumeradas en la clasificación de patentes 01P15/00: "Medición de la aceleración; Medición de la desaceleración; Medición de impacto, es decir, cambio repentino de aceleración" [3].

Las construcciones analógicas incluyen:

Los sistemas electrónicos más sofisticados utilizan acelerómetros y sistemas microelectromecánicos asociados . [1]

Monitorizar envíos

Un detector de impactos puede detectar fuerzas de impacto o choque durante el transporte o el almacenamiento. El detector de impactos puede volverse rojo mecánicamente cuando la fuerza excede la aceleración. La reacción es irreversible.
Activación del detector de impacto tras manipulación excesiva

Un detector de impacto se puede montar en un paquete (dentro o fuera) o directamente en el producto que se envía. El montaje en el paquete se realiza generalmente para detectar una manipulación excesiva, como caídas desde gran altura, mientras que el montaje en el producto se realiza para indicar con mayor precisión el daño del producto. [4]

Algunos envíos necesitan más de un detector de impacto para monitorear mejor todas las direcciones de los impactos. [4] Los artículos grandes o largos a veces tienen detectores de impacto en ambos extremos del contenedor de envío.

El detector de impactos indica si las mercancías en tránsito han podido ser sometidas a condiciones potencialmente dañinas. En función de estos datos, las opciones pueden ser: [4]

Los golpes y los impactos no son los únicos peligros que pueden causar daños; la vibración , la perforación y la compresión también pueden causar daños pero no activarían un detector de golpes.

Impactos en las personas

El detector de impactos en el casco de la bicicleta avisa cuando se ha producido un accidente

Los equipos de protección personal, como los cascos, a veces están equipados con monitores de impacto. [5] [6] Estos tienen como objetivo ayudar a los gerentes a saber si se ha producido un impacto excesivo y ayudar a indicar el descanso o la atención médica necesarios. La investigación continúa, incluidos los protectores bucales especializados para ayudar a clasificar los impactos en la cabeza. [7]

Los sensores de impacto en los cascos de bicicleta pueden detectar un choque y solicitar ayuda. Los sensores de caída están disponibles para personas mayores que solicitan ayuda cuando se detecta una caída. [8]

Otros usos

Un uso relacionado de un detector de impacto es como sensor de airbag de automóvil . Estos sensores sofisticados se utilizan para activar el sistema de airbag protector que se utiliza en los vehículos actuales. [9]

Los sistemas de protección activa del disco duro detectan los impactos en las computadoras portátiles para ayudar a minimizar los daños causados ​​por caídas.

Algunas balizas de localización de emergencia , como los transmisores de localización de emergencia , se activan mediante un choque o impacto específico.

Interpretación

Los detectores de impacto se utilizan para indicar si se ha producido un impacto significativo: esto ayuda a determinar la necesidad de tomar medidas de seguimiento. La variabilidad siempre está presente y debe tenerse en cuenta en el análisis:

  • Los detectores de choque tienen cierta variación en la respuesta a los choques en condiciones de laboratorio controladas. [10] [11]
  • Las personas reaccionan de forma individual a los impactos. Lo que puede causar lesiones a una persona puede no ser tan grave para otra.
  • Los artículos frágiles y los productos empaquetados responden con variaciones a choques uniformes de laboratorio, [12]
  • Los choques de campo son muy variables

Por supuesto, lo mejor es que el detector de impactos indique correctamente cuándo es probable que se produzcan daños o lesiones y cuándo no. Es muy posible que se produzcan señales de falsos positivos cuando se activa un detector de impactos pero no se produce ningún daño en el producto ni ninguna lesión en la persona. Asimismo, también es posible que se produzcan falsos negativos . [13]

Los detectores de impacto están diseñados para indicar un único impacto o choque severo. En algunos casos, una serie de impactos menores pueden causar daños o lesiones [14] , pero no activarían el detector de impacto.

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdefg Harris, CM y Peirsol, AG "Manual sobre vibraciones y choques", 2001, McGraw Hill, ISBN 0-07-137081-1
  2. ^ Vincent, R (2017). "Sobre el rendimiento de los indicadores de impacto mecánico" (PDF) . Tecnología y ciencia del embalaje . 30. Consultado el 12 de septiembre de 2021 .
  3. ^ G01P15/00 Medición de la aceleración; Medición de la desaceleración; Medición de choques, es decir, cambios repentinos de aceleración
  4. ^ abc Yam, KL, "Enciclopedia de tecnología de embalaje", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
  5. ^ S, Foreman (13 de noviembre de 2013). "Un análisis comparativo para la medición de las aceleraciones de la cabeza en cascos de hockey sobre hielo utilizando sistemas no basados ​​en acelerómetros" (PDF) . Simposio sobre mecanismos de conmoción cerebral de ASTM (13 de noviembre de 2013) . ASTM International.
  6. ^ Moore, NC (29 de enero de 2014). «Entender las conmociones cerebrales: probar sensores de impacto en la cabeza». Michigan News : 10–12 . Consultado el 3 de noviembre de 2014 .
  7. ^ Wu LC; Zarnescu L; Nangia V; Cam B; Camarillo DB. (noviembre de 2014). "Un sistema de detección de impacto en la cabeza que utiliza clasificación SVM y detección de proximidad en un protector bucal instrumentado". IEEE Trans Biomed Eng . 61 (11): 2659–68. doi :10.1109/tbme.2014.2320153. PMID  24800918. S2CID  22619767.
  8. ^ Noury, N.; Herve, T.; Rialle, V.; Virone, G.; Mercier, E.; Morey, G.; Moro, A.; Porcheron, T. (2000). 1.ª Conferencia anual internacional IEEE-EMBS sobre temas especiales sobre microtecnologías en medicina y biología. Actas (n.º de cat. 00EX451) . págs. 607–610. doi :10.1109/MMB.2000.893857. ISBN . 978-0-7803-6603-9.S2CID60860923  .​
  9. ^ "Lo que necesita saber sobre los airbags, DOT HS 809 575". Nhtsa.gov. Archivado desde el original el 28 de mayo de 2010. Consultado el 17 de octubre de 2010 .
  10. ^ Singh, SP; Burgess, Stapleton (1994). "Estimaciones de confiabilidad y error de registradores de impacto mecánicos e indicadores de impacto". Tecnología y ciencia del embalaje . 7 (4): 187–194. doi :10.1002/pts.2770070405.
  11. ^ Graesser, L; Singh, Burgess (1992). "Estudio de rendimiento de dos registradores de datos portátiles utilizados para medir la altura de caída de los paquetes". Tecnología y ciencia del embalaje . 5 (1): 57–61. doi :10.1002/pts.2770050111.
  12. ^ Informe de investigación ASTM D10-1004, ASTM International
  13. ^ Sheehan, R (enero de 1983). "Caracterización del rendimiento de un detector de impactos". Tecnología de envasado . 12 (6): 26–30.
  14. ^ Rivara, GR (2014). Conmociones cerebrales relacionadas con el deporte en jóvenes: mejorar la ciencia, cambiar la cultura. Instituto de Medicina; Consejo Nacional de Investigación . Consultado el 12 de noviembre de 2014 .

Bibliografía