Detector de choque

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

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

Los choques e impactos suelen especificarse mediante la aceleración máxima expresada en g (a veces denominada fuerza g ). La forma del pulso de choque y, en particular, su duración, son igualmente importantes. ^{[ 1 ]} Por ejemplo, un choque breve de 1 ms y 300 g tiene poco potencial de daño y no suele ser relevante, pero un choque de 20 ms y 300 g podría ser crítico. Según la aplicación, la respuesta a esta sensibilidad temporal de un detector de choques debe coincidir con la sensibilidad del elemento que se pretende monitorizar.

La ubicación de montaje también afecta la respuesta de la mayoría de los detectores de impacto. Un impacto en un objeto rígido, como un casco deportivo o un paquete rígido, puede generar un pulso de choque irregular que, sin un filtrado adecuado, resulta difícil de caracterizar. Un impacto en un objeto acolchado suele producir un pulso de choque más suave y, por lo tanto, respuestas más consistentes del detector.

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

Un detector de choques puede ser evaluado:

• Por separado, en una prueba física de laboratorio , tal vez en una máquina de choque instrumentada. ^{[ 2 ]}
• Montado en el objeto previsto en un laboratorio de pruebas con fijaciones controladas y choques de entrada controlados.
• En el terreno, con perturbaciones de entrada no controladas y más variables.

El uso de métodos de prueba adecuados y protocolos de verificación y validación es importante en todas las fases de la evaluación.

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

Las construcciones análogas incluyen:

• Sistemas masa-resorte que pueden activarse mediante un choque ^{[ 1 ]}
• Bolas magnéticas que pueden desprenderse de un soporte ^{[ 1 ]}
• Alteración de la tensión superficial de un líquido
• Rotura de un componente frágil y económico con una fragilidad conocida ^{[ 1 ]}

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

Si bien tanto las tecnologías analógicas como las electrónicas de detección de impactos se utilizan ampliamente, cumplen diferentes propósitos operativos.

Los indicadores de impacto analógicos suelen ser dispositivos pasivos de un solo uso, diseñados para proporcionar una indicación visual clara e inmediata cuando se supera un umbral de impacto predefinido. Su construcción sencilla, su bajo coste unitario y su carácter a prueba de manipulaciones los hacen especialmente adecuados para aplicaciones logísticas a gran escala y envíos masivos donde no se requiere el registro continuo de datos. En cambio, los detectores de impacto electrónicos incorporan acelerómetros y sistemas microelectromecánicos para registrar datos detallados de aceleración a lo largo del tiempo. Estos sistemas suelen ser reutilizables y capaces de almacenar o transmitir datos electrónicamente, pero generalmente implican mayores costes, mayor consumo energético y una interpretación de datos más compleja.

En el transporte y el embalaje comerciales se utilizan diversos tipos de indicadores de impacto, donde se busca la rentabilidad y la facilidad de instalación.

Un detector de impactos puede montarse en el paquete (por dentro o por fuera) o directamente en el producto que se envía. El montaje en el paquete se suele realizar para detectar una manipulación excesiva, como caídas desde grandes alturas, mientras que el montaje en el producto se realiza para indicar con mayor precisión los daños en el producto. ^{[ 4 ]}

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

El detector de impactos indica si es probable que las mercancías en tránsito hayan estado expuestas a condiciones potencialmente dañinas. Con base en estos datos, las opciones pueden ser: ^{[ 4 ]}

• Si no se han producido golpes inusuales, continúe utilizando el envío tal cual, sin inspección especial.
• Si se han producido riesgos potencialmente dañinos, inspeccione minuciosamente el envío para detectar daños o realice una calibración adicional antes de su uso.
• El destinatario puede optar por negociar con el transportista, el remitente o el proveedor, o incluso rechazar un envío si los sensores indican una manipulación severa.

Los golpes y los impactos no son los únicos peligros que pueden causar daños; las vibraciones , las perforaciones y la compresión también pueden causar daños, aunque no activarían un detector de golpes.

Los equipos de protección personal, como los cascos , a veces incorporan monitores de impacto. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Estos tienen como objetivo ayudar a los responsables a determinar si se ha producido un impacto excesivo y a orientar el descanso o la atención médica necesarios. La investigación continúa, incluyendo el desarrollo de 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 asistencia. Los sensores de caída están disponibles para las personas mayores para solicitar ayuda cuando se detecta una caída. ^{[ 8 ]}

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

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

Algunas balizas localizadoras de emergencia , como los transmisores localizadores de emergencia , se activan mediante un golpe o impacto específico.

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 choques presentan cierta variación en su respuesta a los choques en condiciones de laboratorio controladas. ^{[ 10 ] [ 11 ]}
• Las personas reaccionan de forma individual ante 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 de manera variable a choques uniformes de laboratorio, ^{[ 12 ].}
• Las perturbaciones de campo son altamente variables.

Por supuesto, lo ideal 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 falsos positivos, es decir, que se active el detector de impactos aunque no haya daños en el producto ni lesiones a la persona. Del mismo modo, también son posibles los falsos negativos . ^{[ 13 ]}

Los detectores de choque están diseñados para indicar un único choque o impacto severo. En algunos casos, una serie de choques menores podrían causar daños o lesiones ^{[ 14 ]} , pero no activarían un detector de choque.

• Sistemas de clasificación de conmociones cerebrales
• Conmociones cerebrales en el deporte
• Matriz de confusión
• Evaluación de clasificadores binarios
• Casco de fútbol americano
• criterio de lesión craneal
• Sistema de telemetría de impacto en la cabeza
• Amplificación de movimiento , técnica óptico-visual para detectar y visualizar vibraciones u otros movimientos.
• Amortiguación del paquete
• Sensor de movimiento repentino
• Errores de tipo I y tipo II

• DeSilva, CW, "Manual de vibraciones y choques", CRC, 2005, ISBN 0-8493-1580-8
• Harris, CM y Peirsol, AG, «Manual de choque y vibración», 2001, McGraw Hill, ISBN 0-07-137081-1
• Yam, KL, "Enciclopedia de tecnología de embalaje", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6